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【精品课】电磁学——宁波大学连增菊副教授、贾曼教授、赵文辉副教授

KouShare 蔻享学术 2023-03-06





课程简介:你是否对大自然的电磁现象非常好奇?你是否想知道避雷针、回旋加速器、信号传输等现代设备中蕴藏的电磁奥秘?本课程将带你去寻找大自然的电磁奥秘,掌握电磁的基本规律和概念。电磁学是物理相关专业的重要基础理论课程,是经典物理的重要组成部分。它与近代物理诸多领域,如光学、材料,及电子通讯等专业密切相关。在本课程中,我们将以“场”的概念为核心,涵盖静电场、稳恒磁场及电磁场;系统深入地讲解伴随着场的静电作用、磁相互作用、电磁相互作用的基本现象、基本概念及基本规律,包括静电场、涡旋电场和磁场的产生、电场强度和磁场强度的计算、电场和磁场的高斯定理和环路定理、场与物质间的相互作用、电磁感应以及麦克斯韦电磁理论;同时我们对电场、磁场、电磁场的能量加以分析。

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报告专家

连增菊 副教授 / 宁波大学

连增菊,宁波大学,副教授。2008年3月毕业于上海交通大学理论物理专业,获理学博士学位。2014年6至月2014年12月,在德国美因茨大学做访问学者;2018年8月至2019年8月, 在美国加州理工学院做访问学者。主要从事软凝聚态物理的研究。目前完成国家自然科学基金项目2项,省市项目多项,发表SCI论文近20篇。2015年起主讲电磁学课程。


贾曼 教授 / 宁波大学

贾曼,宁波大学,教授。2010年5月毕业于上海交通大学理论物理专业,2017年8月-2018年8月访问美国得州大学里奥格兰德河谷分校。主要从事非线性数学物理的研究,在可积系统和孤立子理论中做出了一系列工作。对非线性系统,特别是大气和海洋、量子场论、光学中非线性现象有深入研究,在非线性系统的对称性方面做了很多有意义的工作。目前完成国家自然科学基金项目2项,发表SCI论文30余篇。教学方面主要从事力学、电磁学、大学物理、非线性物理等课程的教学,主持宁波大学 “课程思政”示范课建设,作为主要成员参与宁波大学线上一流课程《电磁学》建设。


赵文辉 副教授 / 宁波大学

赵文辉,宁波大学,副教授。2012年毕业于中国科学技术大学,获理学博士学位。2012年至2016年在中国科学技术大学从事学术研究(博士后、特任副研究员)。主要从事计算凝聚态物理的研究。采用多尺度计算与模拟方法,对纳米空间内受限流体特别是冰的结构和相变,纳米功能材料设计等方面进行研究,涉及物理、化学以及材料等多学科交叉。发表SCI学术论文二十余篇。完成国家基金2项目。


课程目录


这门课会讲什么

本课程以“场”的概念为核心,涵盖静电场、稳恒磁场及电磁场;系统深入地讲解伴随着场的静电作用、磁相互作用、电磁相互作用的基本现象、基本概念及基本规律,包括静电场、涡旋电场和磁场的产生、电场强度和磁场强度的计算、电场和磁场的高斯定理和环路定理、场与物质间的相互作用、电磁感应以及麦克斯韦电磁理论;同时我们对电场、磁场、电磁场的能量加以分析。
本课程在讲解过程中将结合课程的特点,让同学们体会如何运用数学语言表达物理思想和进行逻辑推理,对基本概念、基本规律进行数学表述与论证,以及对推理得到的数学结果进行物理理解,同时教学过程中我们运用模型法、对比分析法、逆向思维法、对称性分析法、微元叠加法等物理方法论。
本课程除了理论讲授,同学们还可以通过观看演示实验、课外资料学习和习题进行概念、理论、方法的训练。


课程课程学习完毕可掌握

(1)专业知识
1、静电场的基本概念和规律,包括电场、电场强度的计算、高斯定理、电势及电势梯度。
2、静电场中导体和电介质的基本规律,包括静电平衡、电容和电容器、电介质和电场的能量。
3、恒定电流的基本概念和规律,包括电流的稳恒条件、欧姆定律、电源电动势等。
4、恒定磁场的基本概念和规律,包括磁场强度、安培定律、载流回路的磁场、磁场的高斯定理和环路定理、磁场对载流导线的作用和带电粒子在磁场中的运动。
5、电磁感应的基本概念和规律,包括电磁感应定理、动生电动势和感生电动势、互感和自感等。
6、磁介质的磁化现象及磁化规律。
7、麦克斯韦的电磁理论和电磁波,包括位移电流、麦克斯韦方程组、电磁波的产生和传播及电场的能流密度等。

(2)能力培养
通过本课程的学习,初步培养学生运用数学工具的能力,能运用数学语言表达物理思想并进行逻辑推理,对基本概念、基本规律的能进行数学表达与论证的意识,运用积分方法对连续分布的场强、电势和电流的磁场实行分解求和的分析,以及对推理得到的数学结果进行物理理解,为今后运用电磁学知识解决实际问题打下良好的基础。

(3)素质培养
通过电磁学的某些重大发现和发明中的物理思想和实验方法,使学生获得科学方法论上的教益,培养学生的科学思维能力,培养学生从特殊到一般、从局部到全局的分析认识事物的能力,用类比的方法研究和理解问题的能力,从复杂现象中抽象出本质建立物理图像或物理模型能力等方面得到初步训练。
适合什么人学习?在校物理、电子、材料、通讯等相关专业学生;
在校有意向研究电磁或提升相关领域业务水平的学生;
热爱物理,有意物理相关知识的学生。


扩展阅读

 

1. 杨振宁:物理学的诱惑

2. 诺奖得主Wilczek科普专栏

3. 天文王善钦专栏

编辑:黄琦

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