多极矩展开是一种重要的分析方法,由静态电磁场多极矩展开得到的电多极子和磁多极子是基础而重要的物理模型.多极矩展开表示方法、多极子模型与多极子以及电磁场相互作用是多极矩分析教学的核心内容.本文从上述三个方面展开探讨:给出静态电场和静态磁场的内部和外部多极展开;讨论多极矩展开的不同表示的关系;强调多极子是基于远源处电磁势对源进行的等效点源替代;最后,从受力与力矩方面考察电多极子和磁多极子与外电磁场的相互作用.

本文讨论静磁球谐多极矩展开,包括静磁标势和静磁矢势的外部球谐多极矩展开.在磁矢势外部球谐多极矩分析中介绍了两种不同的方法,方法一基于磁标势外部球谐多极矩展开求惯用磁矢势外部球谐多极矩展开,方法二从电流对远源场点磁矢势场贡献出发借助德拜势直接求得静磁矢势外部球谐多极矩展开的惯用表示.

本文以媒质所受电磁场作用力为纽带,分别从极化电荷分布与电极化强度出发推导媒质所受电场作用力,从磁化电流与磁化强度出发推导媒介所受磁场作用力,不仅可以得到电极化强度与极化电荷体密度的关系以及磁化强度与磁化电流体密度的关系,还可直接得到孤立媒质边界处极化电荷面密度与电极化强度的关系以及磁化电流面密度与磁化强度的关系,故这种方法具有很强的通用性且更易理解.

讨论了光学教材中“在通常情况下光矢量可用电矢量表示”表述的由来.分析表明旋光现象和人工负折射率介质中的光矢量不能用电矢量完全表示,并指出基本概念的内涵应随学科的发展而发展.