电磁场与电磁波（英文） [Electromagnetic Fields and Waves] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张育，张福恒，王磊 著

图书标签:

• 电磁场
• 电磁波
• 物理学
• 工程电磁学
• 麦克斯韦方程
• 天线
• 微波
• 无线通信
• 电磁兼容性
• 高等教育

出版社： 中山大学出版社

ISBN：9787306045355

版次：1

商品编码：11284583

包装：平装

外文名称：Electromagnetic Fields and Waves

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：312

字数：588000

正文语种：英文

编辑推荐

　　《电磁场与电磁波（英文）》共分为9章，即矢量分析、静电场、静电场的特殊解法、恒定电流场、恒定磁场、时变电磁场、平面电磁波、导行电磁波及天线。每章均配有难度适当、基本覆盖本章内容的习题，大部分章节配有相应的思考题。《电磁场与电磁波（英文）》可作为电子信息类专业本科生一学期课程的教材和教学参考用书，也可作为物理专业本科生和工程技术人员的参考用书。

内容简介

　　《电磁场与电磁波（英文）》是为普通高等学校电子信息类专业“电磁场理论”基础课所编写的本科双语教材，注重于系统的基础理论推演与实际应用相结台，难度符合国内该课程要求：
　　全书共分为9章，内容包括矢量分析、静电场、静电场的特殊解法、恒定电流场、恒定磁场、时变电磁场、平面电磁波、导行电磁波及天线。
　　《电磁场与电磁波（英文）》可作为电子信息类专业本科生一学期课程的教材和教学参考用书，也可作为物理专业本科生和工程技术人员的参考用书。

内页插图

目录

Chapter 1 Vector Analysis
1.1 Introduction
1.2 Vectors Operation
1.Vector addition and subtraction
2.Multiplication of vector by a scalar
3.Scalar product
4.Vector product
5.Product of three vectors
1.3 Coordinate Systems
1.Curvilinear orthogonal coordinates
2.Rectangular coordinate systems
3.Cylindrical coordinate systems
4.Spherical coordinate systems
1.4 Scalar and Vector Fields
1.5 Directional Derivative and Gradient
1.6 Divergence of a Vector Field
1.7 Curl of a Vector Field
1.8 Laplacian Operator
1.9 Del Operator Operation
1.10 Dirac Delta-Function
1.11 Some Theorems
1.Green's theorem
2.Uniqueness theorem
3.Helmhohz's theorem
Problems

Chapter 2 Electrostatic Fields
2.1 Introduction
2.2 Coulomb's Law
1.Charge
2.Electrostatic force
2.3 Electric Field Intensity
2.4 Electric Field Lines
2.5 Equations for Electrostatic Fields
1.Basic equations
2.Electrostatic potential
3.Poisson's and Laplace's equations
2.6 Electric Fields in Materials
1.Materials in electric field
2.Polarization of dielectrics
3.The field equations in dielectrics
2.7 Boundary Conditions
1.Normal components
2.Tangential components
2.8 Capacitances
2.9 Energy and Forces
1.Energy of the electric field
2.Electric force
2.10 Muhipole Expansion
Problems

Chapter 3 Special Methods in Electrostatics
3.1 Introduction
3.2 Uniqueness Theorem for Electrostatics
3.3 Method of Images
3.4 Method of Separation of Variables
1.Method of separation of variables in rectangular coordinates
2.Separation of variables in cylindrical coordinates
3.Separation of variables in spherical coordinates
Problems

Chapter 4 Steady Electric Current Fields
4.1 Introduction
4.2 Current
1.Conduction current
2.Convection current
4.3 Resistance of a Conductor
4.4 The Equation of Continuity
4.5 Relaxation Time
4.6 Joule's Law
4.7 Boundary Conditions for Steady Current Density
Problems

Chapter 5 Steady Magnetic Fields
5.1 Introduction
5.2 Biot-Savart's Law
5.3 Ampbre's Force Law
5.4 Basic Equations for Steady Magnetic Fields
5.5 Magnetic Vector Potential
5.6 Magnetization of Media
1.Magnetic materials
2.Describing of magnetization
3.Magnetic field in media
5.7 Boundary Conditions for Magnetic Fields
5.8 Magnetic Scalar Potential
1.Magnetic scalar potential differential equation
2.Boundary conditions for magnetic scalar potential
5.9 Energy in a Magnetic Field
5.10 Expansion of the Magnetic Vector Potential
Problems

Chapter 6 Time.Varying Electromagnetic Fields
6.1 Introduction
6.2 Faraday's Law of Induction
6.3 Maxwell's Equation （Faraday's law）
6.4 Displacement Electric Current
6.5 Maxwell's Equations and Boundary Conditions
1.Maxwell's equations
2.Boundary conditions
6.6 Lorentz Force Density Equation
6.7 Poynting's Theorem
6.8 Time-harmonic Fields
6.9 Inductances
1.Self-inductance
2.Mutual inductance
6.10 Energy in Steady Magnetic Fields
Problems

Chapter 7 Plane Wave Propagation
7.1 Introduction
7.2 General Wave Equation
7.3 Plane Wave in a Dielectric Medium
7.4 Plane Wave in a Conducting Medium
7.5 Plane Wave in a Good Conductor
7.6 Plane Wave in a Good Dielectric
7.7 Polarization of a Wave
1.A linearly polarized wave
2.A circularly polarized wave
3.An elliptically polarized wave
7.8 Normal Incidence of Plane Waves
1.Conductor-conductor interface
2.Dielectric-dielectric interface
3.Dielectric-perfect conductor interface
4.Dielectric-conductor interface
7.9 Oblique Incidence of Plane Waves in Lossless Media
1.Polarization of E perpendicular to the plane of incidence
2.Polarization of E parallel to the plane of incidence
3.Total and null reflections
7.10 Oblique Incidence of Plane Waves in Lossy Media
7.11 Group Velocity
Problems

Chapter 8 Guided Electromagnetic Waves
8.1 Introduction
8.2 The Boundary Conditions Due to Perfect Conductor
8.3 Rectangular Waveguide
1.Distributions of fields
2.Cutoff frequency
3.Phase velocity and group velocity
4.Waveguide impedance
5.TE10 wave in rectangular waveguides
6.Losses in a waveguide
8.4 Cavity Resonators
8.5 Transmission Line
1.Parameters of transmission line
2.Kirchhoff's laws
3.Transmission line equations
4.Propagation constant
5.Characteristic impedance
6.Reflection coefficient
7.Input impedance
8.Expressions of voltage and current
8.6 Wave Guide of Arbitrary Shape
1.TM modes
2.TE modes
3.TEM modes
8.7 The TEM Mode of a Coaxial Cable
Problems

Chapter 9 Antennas
9.1 Introduction
9.2 The Vector and Scalar Potentials of Electromagnetic Fields
9.3 Wave Equations in Terms of Potential Functions
9.4 Retarded Potentials
9.5 Hertzian Dipole
1.Radiation fields
2.Directivity of the antenna
3.Radiation power
4.Radiation resistance
5.Directive gain
9.6 A Magnetic Dipole
9.7 A Short-dipole Antenna
9.8 A Half-wave Dipole Antenna
9.9 Antenna Arrays
9.10 Reciprocity Theorem
Problems
References
Appendixes
A.Physical Constants
B.Vector Formulas
1.Vector operation
2.Differential operation
3.Integral transform
4.Green's theorem
C.Orthogonal Coordinate Systems
1.Transform of coordinate components
2.Differential operations
D.Electromagnetic Spectrum

精彩书摘

　　1．1 Introduction
　　Electromagneticfieldisavectorfield．Thusvectoranalysisisoneofthebasicmathematicaltoolsforstudyingthepropertiesofelectromagneticfields．Inthischapter，wemainlyintroducetheessentialknowledgeofvectorfieldtheory：thevectorsoperation，thegradientofscalarfield，thedivergenceandcurlofvectorfield，andtheoperationruleofoperatorVcalleddelornablawhichisimportantfortheoperationofthevectorfields．Later，wewillintroducesomeimportanttheoremsofthevectorfields，andthepropertyofDiracdelta—function6inthischapter．Although，inthestudyoftheelectromagneticfieldtheory，theallmathematicaltoolsarenotonlythese，whatweintroduceinthischapterwillplayanimportantroleinourdiscussionofelectromagneticfieldtheory．
　　1．2 VectorsOperation
　　Mostofthequantitiesencounteredinthestudyoftheelectromagneticfieldtheorycanbedividedintotwoclasses，scalarsandvectors．
　　Aquantity，suchasmass，length，temperature，energyandelectricpotential，whichonlyhasmagnitude，iscalledscalar．
　　Aquantity，suchasforce，displacement，velocity，electricfieldintensityandmagneticfieldintensity，whichhasbothmagnitudeanddirection，iscalledvector．Inthisbook，vectorswillberepresentedbyboldfaceitalictypes．
　　Aunitvectorisdefinedasavectorofunitmagnitudeandwillbewrittenasa．Ifaunitvector口ischosentohavethedirectionofvectorA．thenwecanwritevectorAas
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前言/序言

《量子力学导论：粒子与波的奇异世界》 内容简介 本书旨在为初学者系统地介绍量子力学的基本原理、核心概念及其在现代科学和技术中的重要应用。我们将从量子力学诞生的历史背景出发，深入剖析经典物理学在解释微观世界现象时所遇到的困境，从而引出量子理论的必要性。本书将逐步构建量子力学的理论框架，并通过大量生动形象的比喻和清晰的数学推导，帮助读者理解这一学科的精髓，摆脱对直观经验的依赖，拥抱粒子与波的奇异共存、概率描述、叠加态、量子纠缠等非经典特征。 第一部分：量子世界的黎明 经典物理学的危机： 本章将回顾黑体辐射、光电效应以及原子光谱等实验现象，这些现象无法用经典的电磁理论和牛顿力学来圆满解释。我们将探讨普朗克的量子假说如何首次打破能量连续性的束缚，以及爱因斯坦如何利用光子概念解释光电效应，从而奠定了量子理论的基石。 波粒二象性： 德布罗意的物质波理论将是我们探索的核心。我们将深入理解电子、质子等微观粒子如何表现出波动性，并通过双缝干涉实验的经典案例，直观地展示量子叠加态的不可思议。本章还将讨论衍射现象在微观粒子中的体现，以及如何用波函数来描述粒子的状态。 玻尔模型与量子化： 在经典物理学框架下，我们回顾玻尔原子模型如何成功解释氢原子光谱的离散能级。我们将分析其引入的量子化概念，并认识到原子内部电子轨道和能量的非连续性是量子世界的内在属性。尽管玻尔模型存在局限性，但它为后续量子力学的发展指明了方向。 第二部分：量子力学的数学基石 波函数与薛定谔方程： 本章是量子力学的核心数学工具。我们将详细介绍波函数 ($psi$) 的物理意义，它蕴含了粒子所有可观测的信息，其模平方 ($|psi|^2$) 代表了粒子在空间中出现的概率密度。我们将深入理解时间无关薛定谔方程和时间相关薛定谔方程，探讨它们在描述量子系统演化中的作用，并学习如何利用它们来求解各种简单的量子问题，例如一维无限深势阱和有限深势阱。 算符与可观测量： 量子力学中，物理量（如位置、动量、能量）由算符来表示。我们将学习如何将经典物理量转化为量子算符，并理解算符的对易关系如何决定了可观测量之间的测量精度限制（不确定性原理）。本章将介绍本征值和本征函数，理解它们与可观测量测量结果的关系。 态叠加原理与量子测量： 量子力学最令人着迷的特性之一是态叠加原理。我们将探讨一个量子系统如何可以同时处于多个状态的叠加之中，直到测量发生。本章将深入分析量子测量过程，理解测量是如何“坍缩”波函数，导致系统从叠加态变为某个确定的本征态，以及测量结果的概率性。 第三部分：量子世界的奇妙现象 量子隧穿效应： 经典物理学认为粒子无法越过能量障碍，但量子力学却预言了量子隧穿现象。我们将通过方势垒模型，理解粒子如何有一定概率“穿透”比其自身能量更高的势垒。本章将介绍量子隧穿在扫描隧道显微镜（STM）、放射性衰变以及核聚变等现象中的关键作用。 量子谐振子： 谐振子是物理学中最基本的模型之一，在量子力学中，量子谐振子的能量也是量子化的，其能级间隔相等。我们将学习其能量本征值和本征态，并理解其在描述分子振动、声子等系统中的重要性。 角动量量子化： 本章将深入探讨角动量的量子化性质。我们将介绍轨道角动量和自旋角动量，并理解它们的取值是离散的。本章还将讨论角动量算符的对易关系，以及如何处理多粒子系统的总角动量。 第四部分：多粒子系统与量子统计 全同粒子与泡利不相容原理： 真实世界中的粒子并非孤立存在，而是相互作用的多粒子系统。本章将介绍全同粒子的概念，并重点阐述泡利不相容原理，理解其对于电子在原子中的排布以及物质结构的决定性作用。 量子统计：费米-狄拉克统计与玻色-爱因斯坦统计： 基于全同粒子的性质，我们将引入两种重要的量子统计方法。费米-狄拉克统计适用于费米子（如电子、质子），解释了金属的导电性、半导体的能带结构等。玻色-爱因斯坦统计适用于玻色子（如光子、氦原子），解释了激光的产生、超流等现象。 量子纠缠与贝尔不等式： 量子纠缠是量子力学中最具颠覆性的概念之一，也是爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”的现象。我们将深入理解两个或多个粒子如何形成一种特殊的关联，即使它们相距遥远，测量其中一个粒子的状态也会瞬间影响到其他粒子。本章将介绍贝尔不等式及其检验，展示量子纠缠的非经典性，以及其在量子计算和量子通信领域的巨大潜力。 第五部分：量子力学的现代应用 原子分子物理： 量子力学成功解释了原子和分子的光谱、化学键的形成以及物质的宏观性质。本章将简要介绍量子力学在理解原子结构、分子光谱、化学反应机理等方面的应用。 固体物理： 从晶体的能带理论到半导体的性质，量子力学是理解固体材料的基石。我们将探讨量子力学如何解释金属的导电性、绝缘体的绝缘性以及半导体的半导体特性，为现代电子技术的发展提供了理论基础。 核物理与粒子物理： 量子力学在描述原子核内部结构、放射性衰变以及基本粒子的相互作用方面发挥着核心作用。我们将简要介绍量子力学如何帮助我们理解核力、粒子衰变以及夸克模型等。 量子计算与量子信息： 这是一个飞速发展的领域。本章将介绍量子比特、量子门以及量子算法的基本概念，展望量子计算在解决复杂问题（如药物设计、材料模拟、密码破解）方面的巨大前景。同时，也将介绍量子通信中利用量子原理实现的超安全通信。 本书特色 本书力求在严谨的理论框架下，以清晰易懂的方式引导读者进入量子力学的世界。我们避免了过于抽象和深奥的数学推导，而是通过大量的类比、图示和概念的深入剖析，帮助读者建立对量子现象的直观认识。同时，本书注重理论与实际应用的结合，通过介绍量子力学在各个领域的应用，展现其强大的生命力和对现代科技的深远影响。我们相信，通过阅读本书，读者将能够深刻理解量子世界的奇妙与深刻，为进一步学习更高级的物理学分支打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一直以来对物理学的认知都比较模糊，尤其是那些关于“场”和“波”的概念，总是让我感觉云里雾里。《电磁场与电磁波》这本书，意外地成为了我重塑我对这些概念认知的启蒙读物。它的语言风格不像我之前接触过的很多教科书那样生硬，而是更加注重引导读者去思考，去理解。作者在引入每一个新概念时，都会先从它的物理意义出发，然后才逐步引入数学工具来描述。我喜欢它对于不同坐标系下电磁场方程的详细分析，这让我理解了在处理不同形状的问题时，为什么需要使用不同的数学工具。书中的例子也是贴近生活，比如讲解电磁波在不同介质中的传播，会结合实际场景，比如水下通信或者大气层对无线电信号的影响。这种接地气的讲解方式，让我觉得那些高深的物理理论不再遥不可及，而是与我们的日常生活息息相关。虽然我还需要反复阅读和消化，但这本书已经在我心中种下了一颗对电磁学深深着迷的种子，让我开始重新审视身边那些看似平常的现象。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，要真正理解一个领域，就必须深入到它的核心原理。对于电磁学，我认为《电磁场与电磁波》这本书就扮演了这样一个角色。它并没有回避那些复杂的数学推导，而是以一种清晰、有条理的方式呈现出来。从静电场到稳恒磁场，再到变化的电磁场，最后到电磁波的产生与传播，整个知识体系层层递进，逻辑严密。我尤其喜欢书中对于麦克斯韦方程组的讲解，作者通过对每个方程的物理意义和数学形式的深度剖析，让我领悟到了电场和磁场之间相互关联、相互转化的本质。这就像是打开了一个全新的视角，让我开始理解为什么变化的磁场会产生电场，而变化的电场又会产生磁场，从而最终形成了能够独立传播的电磁波。书中的一些习题设计也很有启发性，它们不仅考察了对基本概念的掌握，更鼓励你去运用所学知识解决实际问题。我正在尝试利用书中的原理去分析一些简单的电磁器件的工作方式，感觉收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

作为一名软件工程师，我总觉得物理世界的底层逻辑对我理解很多工程问题有着至关重要的作用，而《电磁场与电磁波》这本书，就像是一本穿越到物理世界底层代码的秘籍。它不仅仅是枯燥的理论堆砌，而是巧妙地将抽象的数学公式与实际的物理现象紧密结合。书中的推导过程，一开始可能会让人觉得有点挑战，但当你耐心地跟着作者一步一步走下去，你会发现，每一个公式的诞生都有其深刻的物理意义，每一个定律的背后都蕴含着自然的智慧。我特别欣赏它在处理边界条件和求解不同介质中的电磁场问题时，提供的系统性方法。这对于我理解射频设计、天线理论，甚至是一些通信协议的工作原理，都提供了坚实的理论基础。有时候，在调试一些奇特的信号问题时，我都会回想起书里关于电磁波的衍射、反射和散射的章节，感觉一下子就找到了问题的症结所在。这本书让我在抽象的数字世界和具体的物理世界之间架起了一座坚实的桥梁，我真心觉得，所有对电子工程、通信技术感兴趣的人，都应该好好研读一番。

评分☆☆☆☆☆

这次终于下定决心啃这本《电磁场与电磁波》，虽然名字听起来就挺硬核的，但翻开目录，还是被它严谨的结构和清晰的脉络所吸引。我一直对那些看不见摸不着却又无处不在的力场很感兴趣，想弄明白它们到底是如何运作的。这本书从最基础的电荷和场强讲起，循序渐进地深入到麦克斯韦方程组这样的大杀器，感觉像是走进了电磁学的殿堂。我尤其喜欢它在讲解概念时，会穿插一些生动的类比和历史故事，比如法拉第的感应线圈实验，让你在理解抽象原理的同时，也能感受到科学探索的魅力。书中的插图设计也相当到位，那些矢量场的示意图，以及波的传播动态图，都帮助我更直观地理解了那些复杂的数学描述。虽然我还没有完全读透，但已经能感受到这本书构建的知识体系是多么扎实和全面，感觉掌握了它，就好像获得了一把解锁物理世界奥秘的钥匙。我迫不及待地想继续往下读，看看那些看不见的电磁波是如何在我们身边传递信息，又是如何影响着我们的生活的。

评分☆☆☆☆☆

拿到《电磁场与电磁波》这本书，我的第一反应是“又是一本要啃硬骨头的书”。然而，在翻阅的过程中，我发现它比我想象中的要更具可读性。作者并没有仅仅将理论罗列出来，而是试图构建一种叙事感，将电磁学的发展历程和关键人物的贡献巧妙地融入其中。我发现自己能够更容易地理解那些看似抽象的定律，比如安培环路定律和高斯定律，因为书里详细地解释了它们是如何从实验观测和理论思考中产生的。最让我印象深刻的是关于电磁波与物质相互作用的部分，书中详细阐述了不同频率的电磁波与不同物质的相互作用机理，比如微波炉加热原理，以及光波在棱镜中的色散现象。这让我对我们身边那些习以为常的现象有了更深的理解。虽然我的专业背景可能与电磁学不是直接相关，但我相信，掌握这门学科的基本原理，对于理解现代科技的发展，以及观察和分析世界，都具有不可替代的价值。这本书给了我一个全新的视角，去重新认识这个充满电磁现象的宇宙。