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地球电磁现象物理学  071M4002H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:杜爱民等
课程编号: 071M4002H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:杜爱民等
英文名称: Physics of Electromagnetic Phenomena of the Earth

教学目的、要求

本课程为固体地球物理学专业和空间物理专业研究生的专业基础课。
本课程的教学目的是使学生了解和掌握地球电磁现象物理学的一般原理,主要地磁现象的形态学和物理机制。教学中将通过讲解、先容地磁学基础常识与现代发展趋势,把地磁学与固体地球物理学、空间物理学、等离子体物理学、生物学等不同学科结合起来,分析地磁学发展过程中几次大的争论与现代争论的焦点,力求在学习与讨论相结合的基础上,了解并学习科学家提出问题和解决问题的思路,以培养学生从事科研的能力。

预修课程

电磁学,电动力学

教 材

徐文耀,《地球电磁现象物理学》,中国科学技术大学出版社,合肥,2009。

主要内容

第一章	绪论  
     电磁场—普遍存在的宇宙物质;
     地磁场—地球固有的基本特性;
     电离层与磁层—地球环境的重要组成部分;
     地磁学——古老而未成熟的学科;
学时:6学时;教学重点与难点:电磁场研究基本理论,地球电磁环境的构成。
第二章	地球主磁场形态学
主磁场的直接测量和间接观测;分析方法;主磁场的时空特征及全球模型。
学时:8学时;教学重点与难点:主磁场的球谐分析,主磁场模型和地磁坐标系,主磁场的长期变化。
第三章	地球主磁场的起源
漫长的争议和主要的地磁场起源假说;发电机理论。
学时:7学时;教学重点与难点:地球磁场的发电机理论。
第四章	地壳磁场和地磁异常
地球岩石圈电磁性质和地磁异常。
学时:6学时;教学重点与难点:地磁异常的描述方法, 区域地磁图和区域磁场模型。 
第五章	地球变化电磁场形态学
变化磁场的起源;变化磁场的分析方法;等效电流体系;地磁活动性和地磁指数。
学时:9学时;教学重点与难点:地球变化磁场的等效电流理论,地磁活动性指数的构建及其应用
第六章	地球变化磁场的起源
变化磁场与主磁场的关系;空间电磁环境中主要的电流体系;电离层发电机理论。
学时:7学时;教学重点与难点:磁场中带电粒子的运动,电离层与磁层电流体系, 电离层发电机理论。
第七章	地球感应磁场形态学
地球变化磁场在研究地球内部电磁性质中的应用
学时:6学时;教学重点与难点:电磁感应原理,用变化磁场探测地下电导率。
第八章	近地空间环境和空间天气
太阳风和行星际;磁层与电离层;地球磁场与全球变化。
学时:8学时;教学重点与难点:磁层与太阳风的相互作用,电离层与磁层的耦合 

参考文献

高空大气物理学,赵九章,科学出版社,北京,1965。
地球物理学基础, 傅承义等,科学出版社1985
太阳十讲, 胡文瑞,赵学溥,科学出版社,1987
太空物理学, 刘振兴等,哈尔滨工业大学出版社,2005
Akasofu,S.-I., Physics of Magnetospheric Substorms, D.Reidel Publishing Company,  Dordrecht, 1977
Jacobs,J.A., Geomagnetism, Academic Press,  vol.1, 1987,  vol.2, 1987, vol.3, 1989, vol.4, 1991
Kamide,Y.,and Abraham C.-L. Chian (Ed.), Handbook of the solar-terrestrial environment, 2007
Kivelson,M.G. and Russell,C.T., Introduction to Space Physics, Cambridge University Press,  New York, 1995
Rikitake,T., Electromagnetism and Earth’s Interior, Elsevier Publishing Company, 1966.

授课时间: 星期二, 第1、2、3节
授课地点: 教2-221
授课周次: 2、3、4、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20

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