電磁場與電磁波（英文） [Electromagnetic Fields and Waves] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張育，張福恒，王磊 著

圖書標籤:

• 電磁場
• 電磁波
• 物理學
• 工程電磁學
• 麥剋斯韋方程
• 天綫
• 微波
• 無綫通信
• 電磁兼容性
• 高等教育

齣版社： 中山大學齣版社

ISBN：9787306045355

版次：1

商品編碼：11284583

包裝：平裝

外文名稱：Electromagnetic Fields and Waves

開本：16開

齣版時間：2013-06-01

用紙：膠版紙

頁數：312

字數：588000

正文語種：英文

編輯推薦

　　《電磁場與電磁波（英文）》共分為9章，即矢量分析、靜電場、靜電場的特殊解法、恒定電流場、恒定磁場、時變電磁場、平麵電磁波、導行電磁波及天綫。每章均配有難度適當、基本覆蓋本章內容的習題，大部分章節配有相應的思考題。《電磁場與電磁波（英文）》可作為電子信息類專業本科生一學期課程的教材和教學參考用書，也可作為物理專業本科生和工程技術人員的參考用書。

內容簡介

　　《電磁場與電磁波（英文）》是為普通高等學校電子信息類專業“電磁場理論”基礎課所編寫的本科雙語教材，注重於係統的基礎理論推演與實際應用相結颱，難度符閤國內該課程要求：
　　全書共分為9章，內容包括矢量分析、靜電場、靜電場的特殊解法、恒定電流場、恒定磁場、時變電磁場、平麵電磁波、導行電磁波及天綫。
　　《電磁場與電磁波（英文）》可作為電子信息類專業本科生一學期課程的教材和教學參考用書，也可作為物理專業本科生和工程技術人員的參考用書。

內頁插圖

目錄

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

精彩書摘

　　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

《量子力學導論：粒子與波的奇異世界》 內容簡介 本書旨在為初學者係統地介紹量子力學的基本原理、核心概念及其在現代科學和技術中的重要應用。我們將從量子力學誕生的曆史背景齣發，深入剖析經典物理學在解釋微觀世界現象時所遇到的睏境，從而引齣量子理論的必要性。本書將逐步構建量子力學的理論框架，並通過大量生動形象的比喻和清晰的數學推導，幫助讀者理解這一學科的精髓，擺脫對直觀經驗的依賴，擁抱粒子與波的奇異共存、概率描述、疊加態、量子糾纏等非經典特徵。 第一部分：量子世界的黎明 經典物理學的危機： 本章將迴顧黑體輻射、光電效應以及原子光譜等實驗現象，這些現象無法用經典的電磁理論和牛頓力學來圓滿解釋。我們將探討普朗剋的量子假說如何首次打破能量連續性的束縛，以及愛因斯坦如何利用光子概念解釋光電效應，從而奠定瞭量子理論的基石。 波粒二象性： 德布羅意的物質波理論將是我們探索的核心。我們將深入理解電子、質子等微觀粒子如何錶現齣波動性，並通過雙縫乾涉實驗的經典案例，直觀地展示量子疊加態的不可思議。本章還將討論衍射現象在微觀粒子中的體現，以及如何用波函數來描述粒子的狀態。 玻爾模型與量子化： 在經典物理學框架下，我們迴顧玻爾原子模型如何成功解釋氫原子光譜的離散能級。我們將分析其引入的量子化概念，並認識到原子內部電子軌道和能量的非連續性是量子世界的內在屬性。盡管玻爾模型存在局限性，但它為後續量子力學的發展指明瞭方嚮。 第二部分：量子力學的數學基石 波函數與薛定諤方程： 本章是量子力學的核心數學工具。我們將詳細介紹波函數 ($psi$) 的物理意義，它蘊含瞭粒子所有可觀測的信息，其模平方 ($|psi|^2$) 代錶瞭粒子在空間中齣現的概率密度。我們將深入理解時間無關薛定諤方程和時間相關薛定諤方程，探討它們在描述量子係統演化中的作用，並學習如何利用它們來求解各種簡單的量子問題，例如一維無限深勢阱和有限深勢阱。 算符與可觀測量： 量子力學中，物理量（如位置、動量、能量）由算符來錶示。我們將學習如何將經典物理量轉化為量子算符，並理解算符的對易關係如何決定瞭可觀測量之間的測量精度限製（不確定性原理）。本章將介紹本徵值和本徵函數，理解它們與可觀測量測量結果的關係。 態疊加原理與量子測量： 量子力學最令人著迷的特性之一是態疊加原理。我們將探討一個量子係統如何可以同時處於多個狀態的疊加之中，直到測量發生。本章將深入分析量子測量過程，理解測量是如何“坍縮”波函數，導緻係統從疊加態變為某個確定的本徵態，以及測量結果的概率性。 第三部分：量子世界的奇妙現象 量子隧穿效應： 經典物理學認為粒子無法越過能量障礙，但量子力學卻預言瞭量子隧穿現象。我們將通過方勢壘模型，理解粒子如何有一定概率“穿透”比其自身能量更高的勢壘。本章將介紹量子隧穿在掃描隧道顯微鏡（STM）、放射性衰變以及核聚變等現象中的關鍵作用。 量子諧振子： 諧振子是物理學中最基本的模型之一，在量子力學中，量子諧振子的能量也是量子化的，其能級間隔相等。我們將學習其能量本徵值和本徵態，並理解其在描述分子振動、聲子等係統中的重要性。 角動量量子化： 本章將深入探討角動量的量子化性質。我們將介紹軌道角動量和自鏇角動量，並理解它們的取值是離散的。本章還將討論角動量算符的對易關係，以及如何處理多粒子係統的總角動量。 第四部分：多粒子係統與量子統計 全同粒子與泡利不相容原理： 真實世界中的粒子並非孤立存在，而是相互作用的多粒子係統。本章將介紹全同粒子的概念，並重點闡述泡利不相容原理，理解其對於電子在原子中的排布以及物質結構的決定性作用。 量子統計：費米-狄拉剋統計與玻色-愛因斯坦統計： 基於全同粒子的性質，我們將引入兩種重要的量子統計方法。費米-狄拉剋統計適用於費米子（如電子、質子），解釋瞭金屬的導電性、半導體的能帶結構等。玻色-愛因斯坦統計適用於玻色子（如光子、氦原子），解釋瞭激光的産生、超流等現象。 量子糾纏與貝爾不等式： 量子糾纏是量子力學中最具顛覆性的概念之一，也是愛因斯坦稱之為“幽靈般的超距作用”的現象。我們將深入理解兩個或多個粒子如何形成一種特殊的關聯，即使它們相距遙遠，測量其中一個粒子的狀態也會瞬間影響到其他粒子。本章將介紹貝爾不等式及其檢驗，展示量子糾纏的非經典性，以及其在量子計算和量子通信領域的巨大潛力。 第五部分：量子力學的現代應用 原子分子物理： 量子力學成功解釋瞭原子和分子的光譜、化學鍵的形成以及物質的宏觀性質。本章將簡要介紹量子力學在理解原子結構、分子光譜、化學反應機理等方麵的應用。 固體物理： 從晶體的能帶理論到半導體的性質，量子力學是理解固體材料的基石。我們將探討量子力學如何解釋金屬的導電性、絕緣體的絕緣性以及半導體的半導體特性，為現代電子技術的發展提供瞭理論基礎。 核物理與粒子物理： 量子力學在描述原子核內部結構、放射性衰變以及基本粒子的相互作用方麵發揮著核心作用。我們將簡要介紹量子力學如何幫助我們理解核力、粒子衰變以及誇剋模型等。 量子計算與量子信息： 這是一個飛速發展的領域。本章將介紹量子比特、量子門以及量子算法的基本概念，展望量子計算在解決復雜問題（如藥物設計、材料模擬、密碼破解）方麵的巨大前景。同時，也將介紹量子通信中利用量子原理實現的超安全通信。 本書特色 本書力求在嚴謹的理論框架下，以清晰易懂的方式引導讀者進入量子力學的世界。我們避免瞭過於抽象和深奧的數學推導，而是通過大量的類比、圖示和概念的深入剖析，幫助讀者建立對量子現象的直觀認識。同時，本書注重理論與實際應用的結閤，通過介紹量子力學在各個領域的應用，展現其強大的生命力和對現代科技的深遠影響。我們相信，通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解量子世界的奇妙與深刻，為進一步學習更高級的物理學分支打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這次終於下定決心啃這本《電磁場與電磁波》，雖然名字聽起來就挺硬核的，但翻開目錄，還是被它嚴謹的結構和清晰的脈絡所吸引。我一直對那些看不見摸不著卻又無處不在的力場很感興趣，想弄明白它們到底是如何運作的。這本書從最基礎的電荷和場強講起，循序漸進地深入到麥剋斯韋方程組這樣的大殺器，感覺像是走進瞭電磁學的殿堂。我尤其喜歡它在講解概念時，會穿插一些生動的類比和曆史故事，比如法拉第的感應綫圈實驗，讓你在理解抽象原理的同時，也能感受到科學探索的魅力。書中的插圖設計也相當到位，那些矢量場的示意圖，以及波的傳播動態圖，都幫助我更直觀地理解瞭那些復雜的數學描述。雖然我還沒有完全讀透，但已經能感受到這本書構建的知識體係是多麼紮實和全麵，感覺掌握瞭它，就好像獲得瞭一把解鎖物理世界奧秘的鑰匙。我迫不及待地想繼續往下讀，看看那些看不見的電磁波是如何在我們身邊傳遞信息，又是如何影響著我們的生活的。

評分☆☆☆☆☆

拿到《電磁場與電磁波》這本書，我的第一反應是“又是一本要啃硬骨頭的書”。然而，在翻閱的過程中，我發現它比我想象中的要更具可讀性。作者並沒有僅僅將理論羅列齣來，而是試圖構建一種敘事感，將電磁學的發展曆程和關鍵人物的貢獻巧妙地融入其中。我發現自己能夠更容易地理解那些看似抽象的定律，比如安培環路定律和高斯定律，因為書裏詳細地解釋瞭它們是如何從實驗觀測和理論思考中産生的。最讓我印象深刻的是關於電磁波與物質相互作用的部分，書中詳細闡述瞭不同頻率的電磁波與不同物質的相互作用機理，比如微波爐加熱原理，以及光波在棱鏡中的色散現象。這讓我對我們身邊那些習以為常的現象有瞭更深的理解。雖然我的專業背景可能與電磁學不是直接相關，但我相信，掌握這門學科的基本原理，對於理解現代科技的發展，以及觀察和分析世界，都具有不可替代的價值。這本書給瞭我一個全新的視角，去重新認識這個充滿電磁現象的宇宙。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一直以來對物理學的認知都比較模糊，尤其是那些關於“場”和“波”的概念，總是讓我感覺雲裏霧裏。《電磁場與電磁波》這本書，意外地成為瞭我重塑我對這些概念認知的啓濛讀物。它的語言風格不像我之前接觸過的很多教科書那樣生硬，而是更加注重引導讀者去思考，去理解。作者在引入每一個新概念時，都會先從它的物理意義齣發，然後纔逐步引入數學工具來描述。我喜歡它對於不同坐標係下電磁場方程的詳細分析，這讓我理解瞭在處理不同形狀的問題時，為什麼需要使用不同的數學工具。書中的例子也是貼近生活，比如講解電磁波在不同介質中的傳播，會結閤實際場景，比如水下通信或者大氣層對無綫電信號的影響。這種接地氣的講解方式，讓我覺得那些高深的物理理論不再遙不可及，而是與我們的日常生活息息相關。雖然我還需要反復閱讀和消化，但這本書已經在我心中種下瞭一顆對電磁學深深著迷的種子，讓我開始重新審視身邊那些看似平常的現象。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，要真正理解一個領域，就必須深入到它的核心原理。對於電磁學，我認為《電磁場與電磁波》這本書就扮演瞭這樣一個角色。它並沒有迴避那些復雜的數學推導，而是以一種清晰、有條理的方式呈現齣來。從靜電場到穩恒磁場，再到變化的電磁場，最後到電磁波的産生與傳播，整個知識體係層層遞進，邏輯嚴密。我尤其喜歡書中對於麥剋斯韋方程組的講解，作者通過對每個方程的物理意義和數學形式的深度剖析，讓我領悟到瞭電場和磁場之間相互關聯、相互轉化的本質。這就像是打開瞭一個全新的視角，讓我開始理解為什麼變化的磁場會産生電場，而變化的電場又會産生磁場，從而最終形成瞭能夠獨立傳播的電磁波。書中的一些習題設計也很有啓發性，它們不僅考察瞭對基本概念的掌握，更鼓勵你去運用所學知識解決實際問題。我正在嘗試利用書中的原理去分析一些簡單的電磁器件的工作方式，感覺收獲頗豐。

評分☆☆☆☆☆

作為一名軟件工程師，我總覺得物理世界的底層邏輯對我理解很多工程問題有著至關重要的作用，而《電磁場與電磁波》這本書，就像是一本穿越到物理世界底層代碼的秘籍。它不僅僅是枯燥的理論堆砌，而是巧妙地將抽象的數學公式與實際的物理現象緊密結閤。書中的推導過程，一開始可能會讓人覺得有點挑戰，但當你耐心地跟著作者一步一步走下去，你會發現，每一個公式的誕生都有其深刻的物理意義，每一個定律的背後都蘊含著自然的智慧。我特彆欣賞它在處理邊界條件和求解不同介質中的電磁場問題時，提供的係統性方法。這對於我理解射頻設計、天綫理論，甚至是一些通信協議的工作原理，都提供瞭堅實的理論基礎。有時候，在調試一些奇特的信號問題時，我都會迴想起書裏關於電磁波的衍射、反射和散射的章節，感覺一下子就找到瞭問題的癥結所在。這本書讓我在抽象的數字世界和具體的物理世界之間架起瞭一座堅實的橋梁，我真心覺得，所有對電子工程、通信技術感興趣的人，都應該好好研讀一番。