□ 电磁学* a. 上课用书：Field and Wave Electromagnetics 2e by D.K.Cheng b. 授课教师：黄衍介 / 苏庆川 c. 上课方式：黑板版书（搭配上课讲义） / 投影片（搭配上课讲义） d. 课程介绍：(黄) Chapter 1 Introduction Chapter 2 Review of Vector Analysis → 除了基本向量内积、外积外，向量分析的部分，介绍电磁学常用的几 个运算子，如Gradient, Divergence, Curl, Lapacian…in Cartesi an, Spherical, Cylindrical Coordinates，以及几个恒等式，及三 个对应到微积分基本定理的散度定理、旋度定理、线积分基本定理。 进入电磁学（波）这门学问最基本的数学工具在本章中几乎会提到（ 但未必马上用到）。 Chapter 3 Static Electric Field, Gauss’s law, electric potential, dielectric, capacitance → 本章内容在大一普通物理中大部分曾提及过，所探讨的部分限定在特 殊几何情形下为其限制、亦为其缺点，在第四章将有对此更一般性的 探讨。 Chapter 4 Solution of Electrostatic Problems：Poisson’s and Laplace ’s Equations, Image charge method, Boundary value problems → 应用偏微分方程式里一个重要的存在唯一性定理（Helmholtz’s Theo rem）在边界条件适当的情形下，Poisson’s Equation 将有唯一解满 足空间之特定分布，此可用来解电位分部函数的问题。由此定理而衍 生出的影像电荷法在某些对称的几何情形下，亦常被使用。Laplace Equation可视为Poisson’s Equation之特例。 Chapter 5 Steady Electric Current, Ohm’s law, Kirchhoff’s voltage & current law, Joule’s law → 一些建构在低频电路学上的基本定理，如Kirchhoff’s voltage & current law，将在本章得到证明，经由证明过程可知此定理使用之条 件限制，并非所有电路分部情况都能满足此二定理。 注：物理系电磁学二的差别将对应由此章开始讲授。而第6章则提前介绍。 Chapter 6 Static Magnetic Fields, Ampere’s law, vector potential, Biot-Savart law, magnetic dipole, permeability and magnetic materials, inductance, magnetic force → 本章前半部分在大一普通物理曾提及过，後半部分提出磁路的概念， 则不在一般普通物理范围之内（也许少数进阶普物书籍有提到）。 本章之後正式进入电磁学与普通物理分歧较大的部分，许多概念以前 普通物理不再提及。对於程度较佳的同学，电磁学这门课第一个学期 说是复习课，似不为过。 Chapter 7 Time-varying Fields and Maxell’s Equations, Faraday’s law of electromagnetic induction, Maxwell’s equations, Wave Equations → 相较於以往所讨论与时间无关之静电场，本章开始讨论对於与时间相 关之动电（磁）场。在由Maxwell经典的四个方程式建构的电磁场空间 下，一些复杂、非线性（混沌）现象渐渐浮现，不过本章并没有太深 入探讨这些现象，仅针对四个方程式导出第4章提及之边界条件，及讨 论一些迟滞现象。 注：更深入的部分在物理系电磁学二教科书第10章中将提及，如Retarded time , Retarded Potential… Chapter 8 Plane Electromagnetic Waves, Plane waves in lossless and lossy media, Polarization of waves, Phase velocity and group velocity, Poynting vector → 本章可以说是为下个接续课程－－电磁波作准备，涉及波在介质中的 现象（透射、反射）有关之参数，如透射系数、反射系数、能量、动 量、波数…等等将被介绍。 注：此教科书所用的符号与物理系电磁学教科书所用符号稍有不同。 e. 评分方式：(黄) Homework 20% (due in class, no exception!) Weekly quiz (open books, notes) 20% Two midterm exams 20% x 2 One final exam 20% * weekly quiz includes those lectured, to be lectured, and assigned in homework. f. 其他：(黄) 从评分方式其实不难看出，修这门课所得到的分数是由各个部分比例组成， 不像有些课只是取期中、期末两次考试作为评分标准。加上如果大二上便 修习此课程，负担会险得较大（特别在处理数学的部分，涉及解偏微分方 程式）。 --

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