湖南學(xué)士學(xué)位考試學(xué)業(yè)水平測(cè)試大綱：《電動(dòng)力學(xué)》KC034

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湖南學(xué)士學(xué)位考試學(xué)業(yè)水平測(cè)試大綱：《電動(dòng)力學(xué)》KC034

一、考試要求

《電動(dòng)力學(xué)》課程考試旨在電磁場(chǎng)基本理論的基礎(chǔ)上, 注重考察學(xué)生對(duì)基本概念、公式和定律的掌握程度，考核學(xué)生能否正確地領(lǐng)會(huì)和理解電磁運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，并熟練地應(yīng)用相關(guān)規(guī)律及公式進(jìn)行理論推導(dǎo)和實(shí)際計(jì)算，具備運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析生活中所遇到的簡(jiǎn)單電磁現(xiàn)象的能力。確保為后繼課程的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究奠定知識(shí)基礎(chǔ)與能力基礎(chǔ)。

二、考試內(nèi)容

第一章  電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律   

1. 電荷和電場(chǎng)

掌握庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式以及靜電場(chǎng)的散度和旋度公式，熟悉高斯定理及其相關(guān)計(jì)算。

2. 電流和磁場(chǎng)

   掌握電荷守恒定律的微分形式以及畢奧–薩伐爾定律，熟悉磁場(chǎng)的旋度和散度公式。

3. 麥克斯韋方程組

掌握真空中的麥克斯韋方程組的微分、積分形式，正確理解其物理意義，明白位移電流及洛倫茲力等物理概念。

4. 介質(zhì)的電磁性質(zhì)

  什么是介質(zhì)？了解介質(zhì)的極化和磁化現(xiàn)象，掌握介質(zhì)中的麥克斯韋方程組。

5. 電磁場(chǎng)邊值關(guān)系

掌握電磁場(chǎng)的四個(gè)邊值關(guān)系，熟悉其物理含義。

6. 電磁場(chǎng)的能量和能流

電磁場(chǎng)能量守恒定律的一般形式是什么？電磁場(chǎng)的能量密度和能流密度的表達(dá)式是什么？熟練掌握能量密度和能流密度的相關(guān)計(jì)算。

第二章 靜電場(chǎng)

1. 靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)及其微分方程

靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)的定義式及一般表達(dá)式是什么？靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系式是什么？靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)滿足的什么樣的微分方程？如何計(jì)算靜電場(chǎng)總能量？

2. 唯一性定理

了解唯一性定理的主要內(nèi)容。

3. 拉普拉斯方程 分離變量法

熟悉利用分離變量法求解靜電場(chǎng)的電勢(shì)。

4. 鏡像法

掌握尋找電荷像點(diǎn)的技巧，會(huì)利用鏡像法求解靜電場(chǎng)的電勢(shì)。

5. 電多極矩

了解電偶極矩與電四極矩的概念。

第三章 靜磁場(chǎng)

1. 矢勢(shì)及其微分方程

清楚靜磁場(chǎng)矢勢(shì)的物理意義及矢勢(shì)所滿足的微分方程，掌握靜磁場(chǎng)能量的表達(dá)式。

2. 磁標(biāo)勢(shì)

了解磁標(biāo)勢(shì)的物理概念和引入條件。

第四章 電磁波的傳播

1. 平面電磁波

時(shí)諧電磁場(chǎng)的波動(dòng)方程是什么？其平面電磁波解的具體形式是什么?平面電磁波有哪些基本特性？掌握平面電磁波的能量密度和能流密度的相關(guān)計(jì)算。

2. 電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射

掌握平面單色電磁波在介質(zhì)界面及良導(dǎo)體界面的反射和折射規(guī)律，理解半波損失、布魯斯特定律、全反射等一些重要物理結(jié)論。

3. 有導(dǎo)體存在時(shí)電磁波的傳播

掌握電磁波在導(dǎo)體內(nèi)的傳播特性，理解趨膚效應(yīng)和穿透深度，熟悉穿透深度的相關(guān)計(jì)算。

4. 波導(dǎo)

掌握電磁波在矩形波導(dǎo)內(nèi)的傳播特性，能分析和計(jì)算波導(dǎo)中電磁波的截止頻率。

第五章  電磁波的輻射

1. 電磁場(chǎng)的矢勢(shì)和標(biāo)勢(shì)

理解電磁場(chǎng)的矢勢(shì)和標(biāo)勢(shì)的物理意義，知道規(guī)范變換和規(guī)范不變性相關(guān)概念，熟悉常見的兩種規(guī)范及達(dá)朗貝爾方程的表達(dá)式。

2. 推遲勢(shì)

理解推遲勢(shì)的物理意義。

3. 電偶極輻射

掌握電偶極輻射的基本公式，并能對(duì)簡(jiǎn)單輻射系統(tǒng)的電偶極輻射進(jìn)行計(jì)算。

4. 電磁場(chǎng)的動(dòng)量

掌握電磁場(chǎng)的動(dòng)量密度和動(dòng)量流密度等一些物理概念。

第六章 狹義相對(duì)論

1. 相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

了解狹義相對(duì)論的歷史背景及相關(guān)的邁克爾孫—莫來實(shí)驗(yàn)。

2. 相對(duì)論的基本原理 洛倫茲變換

正確理解狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理和間隔不變性的物理內(nèi)涵，熟練掌握洛倫茲變換公式。

3 相對(duì)論的時(shí)空理論

了解相對(duì)論的時(shí)空結(jié)構(gòu)，正確理解同時(shí)相對(duì)性，掌握運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的延緩和運(yùn)動(dòng)尺度的縮短效應(yīng)，并能利用速度變換公式探討相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題。

{C}4. {C}相對(duì)論的四維形式

了解洛倫茲變換的四維形式和物理規(guī)律的協(xié)變性，掌握常用的幾個(gè)四維協(xié)變量(間隔，固有時(shí)，位矢，四維速度，四維波矢，四維電流密度，四維動(dòng)量等)。

{C}5. {C}電動(dòng)力學(xué)的相對(duì)論不變性

掌握電磁場(chǎng)的四維勢(shì)矢量形式和電磁場(chǎng)張量，熟悉麥克斯韋方程組的四維形式。

{C}6. {C}相對(duì)論力學(xué)

熟練掌握相對(duì)論力學(xué)中的動(dòng)量、動(dòng)能的表達(dá)式，以及能量、動(dòng)量、質(zhì)量的重要關(guān)系式和質(zhì)能關(guān)系。

三、考試方式

1．考試類別：閉卷、筆試。

2．記分方式：百分制，滿分為100分

3．考試時(shí)量：90分鐘

4．試題總量：約20題

5．命題的指導(dǎo)思想和原則

   命題的指導(dǎo)思想是：全面考查學(xué)生對(duì)本課程的基本概念、基本定律和主要知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)、理解和掌握的情況。命題的原則是：題目數(shù)量多、份量小、范圍廣，最基本的知識(shí)一般要占60%左右，稍微靈活一點(diǎn)的題目要點(diǎn)30%左右，較難的題目要占10%左右，其中絕大多數(shù)是中小題目，即使大題目也不應(yīng)占分太多，應(yīng)適當(dāng)壓縮大題目在總的考分中所占的比例?？陀^性的題目應(yīng)占比較重的份量。

6. 題目類型

 （1）填空題（每空2分或每題4分，共40分）

 （2）名詞解釋題（每題4分，共12分）

 （3）簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分）

 （4）證明題（每題7分，共14分）

 （5）計(jì)算題（每題8分，共24分）   

7．各類題目的特點(diǎn)及考試目的

（1）填空題。一般來說有填寫內(nèi)容較少，而且十分準(zhǔn)確，并且有答案的唯一性特點(diǎn)。這是比較容易得分的題目。所填寫的內(nèi)容多半是一些基本原理的結(jié)論、條件；名詞概念的簡(jiǎn)單解釋；表示一定意義的公式、字母、客觀規(guī)律等。用這類題目進(jìn)行考試的目的，主要是考查學(xué)生對(duì)一些最基本的知識(shí)能否做到少而精地理解、掌握和記憶。

（2）名詞解釋題。一般來說，具有解釋內(nèi)容較少，并且答案比較規(guī)范的特點(diǎn)。這是比較容易得分的題目，凡是解釋內(nèi)容較多，其意思又可以用多種方式表示的名詞，一般不作名詞解釋考試。但這類名詞可以作為其他類型的題目考試。用這類題目進(jìn)行考試的目的，是要考查學(xué)生對(duì)基本概念理解和掌握的程度。

（3）簡(jiǎn)答題。屬于中型題目，主要是要求學(xué)生簡(jiǎn)要地回答出一些基本原理。用這類題目進(jìn)行考試，主要是考查學(xué)生對(duì)基本原理理解和掌握的程度。

（4）證明題。要求根據(jù)已知條件，求證結(jié)論的成立。這類題目主要是考查學(xué)生對(duì)一些定理、命題和公式的掌握與運(yùn)用能力，綜合性強(qiáng)，有一定難度。這類題目的隱含條件不易發(fā)現(xiàn)，但往往又是解題的關(guān)鍵。

（5）計(jì)算題。要求根據(jù)相關(guān)定律、定理和公式，對(duì)所給出的數(shù)值或量進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算，得出正確答案。主要考查學(xué)生計(jì)算技能以及一定的推理判斷能力和邏輯思維能力等。

8．答題要求

（1）對(duì)于填空題，要求填寫準(zhǔn)確，無需解釋。

（2）對(duì)于名詞解釋題，要求答出定義，它所包含的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)。有字母表示或有計(jì)算公式的也要寫出來。但是，由于各個(gè)名詞的含義不盡相同，因此，所答內(nèi)容也各有區(qū)別。

（3）對(duì)于簡(jiǎn)答題，只要求答出要點(diǎn)，如果本身所表示的意思不明確，則需要對(duì)要點(diǎn)稍作說明。若要點(diǎn)本身所表示的意思已經(jīng)很明確，就無需再作說明。

（4）對(duì)于證明題，答題時(shí)要求找出已知條件和求證結(jié)果之間的關(guān)系，找出推導(dǎo)的定理、公式、命題，再根據(jù)這些定理、公式、命題進(jìn)行推導(dǎo)。推導(dǎo)的方法一般有論證、反證和歸納。證明題有一定證明技巧，一定要靈活運(yùn)用。證明過程中，要求逐步地、條理清楚地寫出推導(dǎo)過程并注明所運(yùn)用的定理、命題。這類題一般按演算步驟記分。

（5）對(duì)于計(jì)算題，要求解題思路清楚，步驟完整，格式規(guī)范化。這類題一般按演算步驟記分，如果計(jì)算結(jié)果不對(duì)，但演算步驟對(duì)了，仍可得一定分?jǐn)?shù)。計(jì)算題有很多題型，不同的題型有不同的解題方法。

四、教材與主要參考書目

1．教材：郭碩鴻，《電動(dòng)力學(xué)》(第三版)，高等教育出版社，2008．

2．主要參考書目：

{C}1. {C}何啟智，《電動(dòng)力學(xué)》，高等教育出版社，1985．

{C}2. {C}杰克遜著、朱培豫譯，《經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)》，人民教育出版社，1978．

{C}3. {C}巴蒂金等著、汪鎮(zhèn)藩等譯，《電動(dòng)力學(xué)習(xí)題集》，人民教育出版社，1964．

{C}4. {C}林璇英等，《電動(dòng)力學(xué)題解》，科學(xué)出版社，2000.

{C}5. {C}John David Jackson, 《Classical electrodynamics》 (3Ed)，John Wiley & Sons, Inc, 1999.