大学电动力学:从基础到应用的全面概述

该思维导图概述了大学电动力学的核心内容,包括数学基础如矢量分析和张量初步,静电学与静磁学的基本定律和概念,麦克斯韦方程组及其微分与积分形式,电磁波的性质及传播,狭义相对论中的电磁理论,以及电磁辐射的基本特性。此外,还涵盖了专题研究,如等离子体电动力学和数值计算方法,为深入学习电动力学提供了系统框架。

源码
# 大学电动力学
- 数学基础
  - 矢量分析
    - 基本概念
      - 梯度
      - 散度
      - 旋度
    - 垂直性
      - 矢量恒等式
  - 张量初步
    - 张量的定义
    - 常见张量
  - 正交曲线坐标系
    - 直角坐标系
    - 柱坐标系
    - 球坐标系
    - 坐标变换
  - 重要函数
    - δ函数
    - 格林函数
- 静电学
  - 基本定律
    - 库仑定律
      - 点电荷相互作用
      - 电场强度的定义
    - 高斯定理
      - 通量与场源关系
      - 对称性应用
  - 静电势
    - 泊松方程
    - 拉普拉斯方程
  - 导体静电平衡
    - 表面电荷分布
    - 镜像法
  - 电多极矩
    - 电偶极矩
      - 定义与应用
    - 电四极矩
      - 定义与影响
- 静磁学
  - 基本定律
    - 毕奥-萨伐尔定律
      - 电流元磁场
    - 安培环路定理
      - 积分与微分形式
  - 磁矢势
    - 库仑规范
    - 磁多极展开
  - 介质中的磁场
    - 磁化强度
    - 磁场强度H
  - 边界条件
    - 法向分量
    - 切向分量
- 电磁感应
  - 法拉第定律
    - 感生电动势
    - 动生电动势
  - 电感
    - 自感效应
    - 互感效应
  - 磁能
    - 电流系统能量
    - 磁能密度
- 麦克斯韦方程组
  - 积分形式
    - 电场高斯定律
    - 磁场高斯定律
    - 法拉第定律
    - 安培-麦克斯韦定律
  - 微分形式
    - ∇·D = ρ
    - ∇·B = 0
    - ∇×E = -∂B/∂t
    - ∇×H = J + ∂D/∂t
  - 电磁性质方程
    - D = εE
    - B = μH
  - 洛伦兹力
    - F = q(E + v×B)
- 电磁波
  - 波动方程推导
    - 真空中的平面波
    - 介电常数与磁导率
  - 坡印廷矢量
    - 能流密度
    - 能量守恒
  - 电磁波谱
    - 频率与波长关系
    - 无线电波到伽玛射线
  - 电磁波传播
    - 反射与折射
      - 菲涅尔公式
    - 波导与谐振腔
- 狭义相对论
  - 基本原理
    - 相对性原理
    - 光速不变
  - 洛伦兹变换
    - 时空坐标变换
    - 速度合成
  - 四维形式
    - 四维电流密度
    - 电磁场张量
    - 协变麦氏方程
  - 相对论力学
    - 四维动量
    - 在电磁场中运动的质量
- 电磁辐射
  - 推迟势
    - 达朗贝尔方程解
  - 电偶极辐射
    - 辐射场计算
    - 辐射功率
  - 磁偶极辐射
    - 辐射特性
  - 天线基础
    - 半波天线
    - 辐射电阻
- 专题研究
  - 等离子体电动力学
   
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