電動力學(同濟大學提供的慕課)

課程性質

課程定位

電動力學是巨觀電磁現象的經典理論，是研究電磁場的基本屬性、運動規律以及電磁場與物質相互作用的一門重要基礎理論課，是物理學類專業的核心課程，對培養學生掌握電磁和光現象與規律、運用所學知識處理電磁問題能力、科學研究意識與基本素養等方面具有重要作用。

適應專業

電動力學課程適合物理學類等專業學習。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2018年09月11日~2019年01月10日	謝雙媛、許靜平、倪忠強、張睿	3~5小時每周	4465人
第2次開課	2019年02月20日~2019年06月05日			3718人
第3次開課	2019年09月02日~2020年01月10日			3830人
第4次開課	2020年02月10日~2020年07月04日		4~6小時每周	4482人
第5次開課	2020年09月07日~2021年01月30日		3~5小時每周	3001人
第6次開課	2021年02月22日~2021年07月05日	謝雙媛、倪忠強	3~5小時每周	待定

（註：表格內容參考資料）

課程簡介

電動力學課程先介紹了數學預備知識；然後介紹了電磁現象的普遍規律及電磁場的基本知識；介紹及講解靜電場和靜磁場的套用，包括麥克斯韋方程組、分離變數法解拉普拉斯方程和格林函式等內容；講解了電磁波的傳播和電磁波的輻射；介紹了相對論及狹義相對論的基本內容等。

課程大綱

第零章數學預備知識

數學預備知識課程視頻

本章教案

第零章作業

第1章電磁現象的普遍規律

1-1 電荷和電場

1-2 電流和磁場

1-3 麥克斯韋方程組

1-4 介質的電磁性質

1-5 電磁場邊值關係

1-6 電磁場的能量和能流

本章媒體資源

第1章測試

第1章作業1

第1章作業2

第2章靜電場

2-1 靜電場的標勢及其微分方程

2-2 唯一性定理

2-3 分離變數法解拉普拉斯方程

2-4 鏡像法

2-5 格林函式

2-6 電多極矩

第2章測試

第2章作業2（建議學完第4節後做）

第2章作業1（建議學完第3節後做）

第3章靜磁場

3-1 矢勢及其微分方程

3-2 磁標勢

3-3 磁多極矩

3-4 阿哈羅諾夫—玻姆效應

3-5 超導體的電磁性質

第3章測試

第3章作業1（建議學完3-1內容後做）

第3章作業2（建議學完3-2內容後做）

第4章電磁波的傳播

4-1 平面電磁波

4-2 電磁波在介質界面上的反射和折射

4-3 有導體存在時電磁波的傳播

4-4 諧振腔

4-5 波導

4-6 光子晶體

第4章作業1（建議學完第4-3內容節後做）

第4章作業2（建議學完第4-5內容節後做）

第4章測試

第5章電磁波的輻射

5-1 電磁場的矢勢和標勢

5-2 推遲勢

5-3 電偶極輻射

5-4 磁偶極輻射和電四極輻射

5-5 電磁波的衍射

5-6 電磁場的動量

第5章測試

第5章作業1（建議學完第5-1內容節後做）

第5章作業2（建議學完第5-4內容節後做）

第6章狹義相對論

6-1 相對論的實驗基礎

6-2 狹義相對論的基本假設

6-3 狹義相對論的時空觀

6-4 相對論理論的四維形式

6-5 電動力學的相對論不變性

6-6 相對論力學

第6章測試

第6章作業1（建議學完第6-3內容節後做）

第6章作業2 （建議學完第6-5內容節後做）

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

預備知識

學習電動力學課程需預備電磁學等專業知識。

學習資料

書名	作者	出版時間	ISBN	出版社
《電動力學》	蔡聖善等	2002年	7-04-010809-7	高等教育出版社
《Introduction to Electrodynamics》	D. J Griffiths	1999年	013805326X（pbk.）	世界圖書出版社
《Classical Electrodynamics》	J. D. Jackson	1999年	047130932X（cloth : acid-free paper）	亞東書局

（註：表格內容參考資料）

授課目標

通過電動力學課程的教學，使學生對電磁場理論的基本概念、基本原理、基本分析方法有較全面和系統的認識，並具有初步套用能力。

課程特色

該課程提供教學大綱、課程視頻、電子教案、線上作業、線上討論、線上測試等教學內容和資源。

所獲榮譽

2019年，該課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

2020年，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批國家級一流本科課程。

教師簡介

該課程授課教師為同濟大學教師團隊，其中謝雙媛、許靜平、倪忠強三位教師為同濟大學教授，張睿教師為同濟大學副教授。