□ 電磁學二*(物理系)
a. 上課用書:Introduction to Electrodynamics 3e by D. J. Griffiths
b. 授課教師:張存續
c. 上課方式:投影片
d. 課程介紹:
Chapter 7 Electrodynamics
→ 對應D.K.Cheng的第5章及第7章,從這邊也可看出物理系與電機系
電磁學不同的地方,物理系的電磁學偏重在模型的討論,關於歐姆
定律便提出二種以上模型。另外,電磁感應的部分也提出較嚴謹的
證明說明其成立的條件不限定在特定的幾種幾何圖形。最後,電磁
學四個經典數學式在這邊出現,作為本章之後討論電磁波(時變電
磁場)的基礎。
Chapter 8 Conservation Laws
→ 本章主要是關於守恆定律的討論,如果單純以過去(普通物理)力
學所接觸的概念來解釋空間電荷分部之受力關係,明顯產生矛盾,
故在此引入一些「修正」使過動量、角動量守恆成立--此部分涉
及一些張量概念,電機系應沒有機會接觸,如果沒有另外自修的話
。四個守恆--Conservation of charge, Conservation of
energy, Conservation of Momentum, Conservation of Angular
Momentum--在本章皆會提及,而且形式對稱,滿足物理講求對稱
的要求。
註:本書第三版目錄這邊有點錯誤。這本書的錯誤不止於此,不過應該無礙。
Chapter 9 Electromagnetic Waves
→ 對應到D.K.Cheng的第8章,不過符號使用有本質上的不同,所以在這
邊得到的結果,只是類似,不完全一樣(例如差個正負號),本章在
Absorption與Dispersion明顯沒有在D.K.Cheng探討深入,另外,介
電係數與頻率相依的關係也沒有太多著墨。最後,本書也不免俗的談
了一些應用--導波管、傳輸線、共鳴器(安排在習題裡),不過,
這些主題皆沒有深入。
註:後面這些主題在電機系電磁波課程皆分章分節深入探討,這也是
電磁學之後兩邊差異之處。
Chapter 10 Potentials and Fields
→ 求解空間中電磁場的分部,E與B(或H)分別需要三個分量(共六個
未知量),本章利用Maxwell四個方程式中,E與B(或H)並非完全獨
立的特性,提出利用V(scalar potential)與A(vector potential)及
其需要滿足的規範(gauge)--Coulomb Gauge及Lorentz gauge-
-藉由轉換(Transformation)得到E與B(或H)-- B = curl A,
E = - gradient V – del A del t
Chapter 11 Radiation
→ 本章沒有被安排在授課進度之內(過去幾年授課紀錄不清楚),但這
並不意味著它的重要性可以被忽略。反而是因為本章在應用物理或電
機領域極為重要,無法同在其他章節分配下講授完整(對應於在電
機系電磁波關於天線的部份有初步介紹,至於細節與進階則安排在
電機系微波工程該門課程或相關課程)。
Chapter 12 Electrodynamics and Relativity
→ 本章一開始講授關於狹義相對論基本假設與同時性問題,接著在這兩
個假設與同時性概念下衍生出長度收縮與時間膨脹的觀念,進而有相
對性速度、動量、動能…等衍生概念。接著介紹這些相對概念用在電
磁理論的情形,一個帶電粒子在空間中有速度時,其對於空間電場的
分部極為複雜(速度不大時可視為準靜場,速度接近光速時則否),
這些在本章中將會被介紹。最後引入張量符號簡化方程式表示式(第
10章亦曾出現過),將會發現四個經典方程式可以及簡單漂亮的表示
式呈現,並具對稱性。
e. 評分方式:期中考35%,期末考35%,作業20%,平時考核10%。
f. 其他:這學期老師沒有調分,理由之一是題目出的並不難(對於習題每一題都
作的同學稍微吃虧),期中考與期末考平均都在及格分數以上。投影片
授課個人認為是個敗筆,畢竟這門課出現數學式子及運算的部分並不少
。如果有人想修這門課可以向我借考古題去印。
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