目录

  • 1 矢量代数
    • 1.1 绪论
    • 1.2 标量与矢量运算
    • 1.3 常用的正交坐标系
    • 1.4 标量场的梯度
    • 1.5 矢量的通量和散度
    • 1.6 矢量的环量和旋度
    • 1.7 无源场和无旋场
    • 1.8 散度定理和斯托克斯定理
    • 1.9 课程思政融入说明
  • 2 电磁场的基本规律
    • 2.1 电荷守恒定律
    • 2.2 真空中的静电场
    • 2.3 真空中的恒磁场
    • 2.4 媒质的电磁特性
    • 2.5 电磁感应定律和位移电流
    • 2.6 麦克斯韦方程组
    • 2.7 电磁场的边界条件
    • 2.8 课程思政融入说明
  • 3 时变电磁场
    • 3.1 波动方程
    • 3.2 位函数
    • 3.3 电磁能量守恒定律
    • 3.4 唯一性定理
    • 3.5 时谐电磁场
  • 4 均匀平面波的传播规律
    • 4.1 理想介质中的均匀平面波
    • 4.2 电磁波的极化
    • 4.3 均匀平面波在导电媒质中的传播
    • 4.4 课程思政融入说明
  • 5 均匀平面波的反射和折射
    • 5.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射
    • 5.2 均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射
    • 5.3 均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射
    • 5.4 均匀平面波对理想导体平面的斜入射
    • 5.5 课程思政融入说明
课程思政融入说明

1、研究场与源的关系是电磁理论的基本问题之一。电荷及电流是产生电磁场唯一的源,称之为“物质源”。而“电生磁,磁生电”,变化的电场和变化的磁场互为源头统一于电磁场中,属于“转化源”。静态电磁场是时变电磁场的特殊形式,反映了运动与静止的客观规律。电场和磁场随时间的变化导致了电磁场能量的流动,就表现为时变电磁场的形式,反映了运动的普遍性。电磁理论是以实验科学为基础的,科学史发展的一个重要范式是,反复实验一发现规律一数学表述,因此物理规律最终是通过数学工具的手段表达出来。数学表述是对电磁场运动形式的精准刻画,将电磁场的物质形态和运动规律以量化的形式和手段表示出来。电磁辐射反映了电磁场的形成过程,也即变化的电荷或电流孕育电磁场的过程,因此,电磁辐射是电磁场的源头。 

2、从矛盾的统一性认识电磁场,也是辩证法的实质电磁场分为电场和磁场两个部分,各有其特点,两部既互相矛盾又互相依存,在一定条件下又互相转化,这是唯物辩证法逻辑思想的一种表现。在对这种矛盾特质理解的基础上,可以制造出各式各样的电磁设备,并且向外层空间的电磁波发射都由电磁场理论的应用转化而来。近年来,电磁超材料的出现证明电磁波可以具有负速度,丰富和发展了电磁场理论,这是符合实践的,实践、认识、再实践、再认识,循环往复以至无穷。

3、电磁场与电磁波可以与高频电子线路相结合。如在讲解时变电磁场时,可以引人“隔空电灯实验”,采用场的分析方法,将电容,电感以及感应线圈里的电磁能的变化进行讲解,让学生理解电磁能的变化,然后进行拓展,引导学生采用路的方法,分析隔空电灯实验的原理,即采用高频电子线路中的相关知识分析特斯拉线圈。从而实现课程之间的交叉融合。在讲解隔空点灯及特斯拉线圈时,可以讲解尼古拉斯.特斯拉的生平事迹,讲解其在电磁场发展中做出的杰出贡献,他的700多项专利发明以及这700多项发明所涉及的领域,包括雷达,无线通信,无线电能传输,航天等。让学生们理解科研精神,同时再结合特斯拉让贤九次诺贝尔物理学奖提名奖的事迹,向学生传达“德才兼备,以德为先”的思想。

4、点电荷模型渗透着“抓住主要矛盾,解决关键问题”的自然辩证法思维。关于最小电荷单位的探究,揭示了真理的无限性和真理问题上的辩证法。人们关于电和磁关系的认识过程,则揭示了事物是普遍联系的,以及一个正确的理论都需要经过由实践到理论再由理论到实践的多次反复。

5、丹麦科学家奥斯特不受传统观念和权威专家言论的束缚,历经多次失败不气馁,最终发现了电流磁效应,突破了电磁学发展的瓶颈,促进了电磁研究的步伐。出身贫苦家庭的法拉第几乎全靠自学,掌握了当时最前沿的技术理论,发现了电磁感应规律,推动了人类历史上的第二次工业革命,跻身于世界著名科学家行列。这些科学家的事迹,可以教育和鞭策青年学生励志成才,勇敢攀登科技高峰,培养学生的科学精神。

6、

小我与大我

正确看待个人与他人、个人与集体、国家的关系

介质中每个极性分子都是一个小我,没有外场作用下,极性分子随机排布;在外场作用下;极性分子定向排布,规整度越高,极化强度越强,抵抗外场的力量越大。

不忘初心,方得始终

学会多角度辩证看问题,树立正确“三观”,不忘初心,方得始终

同一曲面对空间不同的点,立体角不仅有大小之分,还有正负之分,闭合面的立体角可能是4π(点在面内),也可能是0(点在面外)。