電磁學與電動力學（下冊）（第二版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為普通高等學校物理或應用物理專業本科生的電磁學課程的教材或參考書、也可供相關專業師生和科技工作者參考
中科大在物理學人纔培養方麵經驗的集成，多年教學經驗豐富的教授編寫

內容簡介

《電磁學與電動力學.下冊》是作者在多年教學經驗的基礎上，將電磁學與電動力學的內容適當貫通，既分階段，又平滑過渡，由此避免不必要的重復，以利於縮短學時，便於學生掌握.《電磁學與電動力學.下冊》分為上、下兩冊，《電磁學與電動力學.下冊》為下冊，主要為電動力學部分，以演繹法為主，從麥剋斯韋方程齣發，分析靜態電磁場，電磁波的激發、輻射、傳播，以及與介質相互作用時的反射、摺射、散射、吸收，並介紹瞭電磁學與狹義相對論的關係，讓學生理解和掌握狹義相對論.

內頁插圖

目錄

目
　錄第二版叢書序
第一版叢書序
第二版前言
第一版前言
第
1章 電磁現象的基本規律1
1.1 場論和張量分析1
　 1
.1.1 綫性正交坐標變換1

　 1
.1.2 張量的定義4

　 1
.1.3 由矢量和張量構成的不變量(標量)5

　 1
.1.4 三維張量的乘法運算7

　 1
.1.5 三維張量微分9

　 *1
.1.6 正交麯綫坐標係1
1
　 1
.1.7 高斯公式、斯托剋斯公式和格林公式1
3
　 1
.1.8 δ函數1
5
1.2 電磁場的數學描述16
　 1
.2.1 麥剋斯韋方程組1
6
　 1
.2.2 關於場源1
7
　 1
.2.3 電磁性能方程1
8
　 1
.2.4 導體中的自由電荷和傳導電流2
0
1.3 邊值關係21
　 1
.3.1 麥剋斯韋方程的積分形式2
1
　 1
.3.2 邊值關係2
2
　 1
.3.3 邊值關係和邊界條件2
3
1.4 電磁場的能量、動量和角動量24
　 1
.4.1 電磁場對帶電體的力和功率2
4
　 1
.4.2 電磁場的能量及能量守恒定理2
4
　 1
.4.3 電磁場的動量及動量守恒定理2
6
　 1
.4.4 電磁場的角動量及角動量守恒定理2
8 ----Page 12-----------------------
　
　 *1
.4.5 電磁場-介質係統的能量、動量和角動量分析2
8
　 *1
.4.6 綫性各嚮同性介質界麵上的能量、動量守恒關係3
2
　 *1
.4.7 電磁場熱力學方程3
3
1.5 麥剋斯韋方程組的完備性35
　 1
.5.1 完備性的含義3
5
　 1
.5.2 電磁場解的唯一性定理3
5
　 1
.5.3 幾點說明3
6 第
2章 靜電場37
2.1 基本方程和唯一性定理37
　 2
.1.1 基本方程3
7
　 2
.1.2 靜電勢及其微分方程3
7
　 2
.1.3 邊值關係3
8
　 2
.1.4 定解條件3
8
　 2
.1.5 靜電場的唯一性定理3
9
2.2 分離變量法42
　 2
.2.1 由泊鬆方程到拉普拉斯方程4
2
　 2
.2.2 直角坐標下二維問題的分離變量解4
3
　 2
.2.3 圓柱坐標下二維問題的分離變量解4
4
　 2
.2.4 球坐標下二維問題的分離變量解4
5
*2.3 格林函數法48
　 2
.3.1 定解問題4
8
　 2
.3.2 格林函數4
9
　 2
.3.3 格林函數法5
0
　 2
.3.4 格林函數及格林函數法應用舉例5
1
2.4 多極子電場56
　 2
.4.1 小帶電體靜電場的多極展開5
7
　 2
.4.2 參考點選擇的影響6
0
　 2
.4.3 點電荷叢的多極矩6
0
　 2
.4.4 四極矩及四極場電勢計算舉例6
0
　 *2
.4.5 電多極子在外電場中所受的力和力矩6
2
*2.5 靜電能63
　 2
.5.1 靜電能基本公式6
3


　 2
.5.2 小帶電體在外電場中的靜電能6
7
　 2
.5.3 靜電場熱力學6
8 第
3章 靜磁場70
3.1 基本方程和唯一性定理70
　 3
.1.1 基本方程7
0
　 3
.1.2 磁矢勢及其微分方程7
0
　 3
.1.3 無限均勻綫性各嚮同性磁介質中的磁矢勢解7
1
　 3
.1.4 邊值關係7
2
　 3
.1.5 邊界條件和唯一性定理7
3
*3.2 二維二分量問題73
　 3
.2.1 二維二分量靜磁場的定解問題7
3
　 3
.2.2 二維二分量靜磁場問題求解舉例7
5
3.3 從磁矢勢齣發計算磁場76
　 3
.3.1 圓環電流的磁場7
7
　 3
.3.2 任意小載流導體在遠處的磁場7
8
　 3
.3.3 磁偶極子在外磁場中所受的力和力矩8
0
3.4 磁標勢法81
　 3
.4.1 磁標勢的引入、相關方程和邊值關係8
1
　 3
.4.2 磁標勢法與靜電場解法的對應關係8
2
　 3
.4.3 磁標勢法應用舉例8
3
*3.5 磁能87
　 3
.5.1 磁能基本公式8
7
　 3
.5.2 安培力做功與磁能變化8
8
　 3
.5.3 小載流導體在外磁場中的磁能和勢能9
0
　 3
.5.4 靜磁場熱力學9
1 第
4章 電磁波的傳播93
4.1 電磁場波動方程和時諧電磁場93
　 4
.1.1 電磁場的波動方程9
3
　 4
.1.2 時諧電磁場9
6
　 4
.1.3 無限均勻、綫性各嚮同性絕緣介質中的平麵電磁波9
9
　 4
.1.4 電磁波的偏振1
00
4.2 電磁波在絕緣介質界麵上的反射和摺射102

　 4
.2.1 定解問題的提法1
02
　 4
.2.2 定態波動方程和無散條件對反射波和摺射波的約束1
03
　 4
.2.3 邊值關係對反射波和摺射波頻率和波矢的約束1
03
　 4
.2.4 邊值關係對反射波和摺射波的振幅約束1
05
　 4
.2.5 物理分析1
06
　 *4
.2.6 能量守恒和動量守恒關係1
08
4.3 導體中的電磁波111
　 4
.3.1 基本方程和邊值關係1
11
　 4
.3.2 無限均勻導體中的平麵電磁波1
11
　 4
.3.3 電磁波在導體錶麵的反射與摺射1
12
4.4 諧振腔和波導管116
　 4
.4.1 基本方程和邊界條件1
16
　 4
.4.2 諧振腔1
17
　 4
.4.3 波導管1
19 第
5章 電磁波的輻射122
5.1 電磁勢及其方程122
　 5
.1.1 電磁勢的引入1
22
　 5
.1.2 規範變換1
23
　 5
.1.3 規範不變性和規範不變量1
23
　 5
.1.4 電磁勢滿足的微分方程1
23
5.2 推遲勢125
　 5
.2.1 推遲勢解1
25
　 5
.2.2 洛倫茨條件的檢驗1
27
5.3 諧振蕩電流的電磁場128
　 5
.3.1 電荷和電流密度的傅裏葉積分錶示1
28
　 5
.3.2 諧振蕩場源的電磁場1
29
　 5
.3.3 近區、遠區和小場源近似1
30
　 5
.3.4 輻射電磁場及其特性1
31
　 5
.3.5 輻射功率及輻射功率角分布1
32
5.4 電偶極、磁偶極和電四極輻射133
　 5
.4.1 電偶極輻射1
33
　 5
.4.2 磁偶極輻射1
37


　 5
.4.3 電四極輻射1
38
　 *5
.4.4 隨時間任意變化的電流的輻射場1
43
5.5 天綫的輻射145
　 5
.5.1 沿天綫的電流分布1
46
　 5
.5.2 天綫的輻射1
46
　 5
.5.3 短天綫的輻射1
47
　 5
.5.4 半波天綫的輻射1
47 第
6章 運動電荷的輻射149
6.1 李納-維謝爾勢149
　 6
.1.1 數學準備1
49
　 6
.1.2 李納-維謝爾勢1
51
　 6
.1.3 物理分析1
52
6.2 運動電荷的電磁場153
　 6
.2.1 李納-維謝爾勢與(r，t)的函數關係剖析1
54
　 6
.2.2 �箃*/�箃和Δt*1
54
　 6
.2.3 其他帶*號量的時空偏導數1
55
　 6
.2.4 E和B1
56
　 6
.2.5 勻速運動電荷的電磁場1
57
　 6
.2.6 切連科夫輻射1
58
6.3 運動電荷的輻射場和輻射功率160
　 6
.3.1 運動電荷的輻射場1
60
　 6
.3.2 運動電荷的輻射功率(瞬時值)1
60
6.4 低速運動帶電粒子的輻射162
　 6
.4.1 低速運動近似(β*��1)1
62
　 6
.4.2 與電偶極輻射公式對比1
63
　 6
.4.3 經典電磁理論的局限性1
64
6.5 高速運動帶電粒子的輻射164
　 6
.5.1 加速度與速度平行1
64
　 6
.5.2 加速度與速度垂直1
66
　 *6
.5.3 一般情形1
67 第
7章 電磁波的散射、色散和吸收168
7.1 電磁質量和輻射阻尼168

　 *7
.1.1 帶電粒子的受力計算1
69
　 *7
.1.2 能量分析1
72
　 7
.1.3 電磁質量1
74
　 7
.1.4 輻射阻尼1
75
　 *7
.1.5 輻射阻尼力公式的修正1
76
7.2 介質對電磁波的散射176
　 7
.2.1 散射的定義1
76
　 7
.2.2 自由電子對電磁波的散射1
77
　 7
.2.3 束縛電子對電磁波的散射1
79
7.3 介質對電磁波的色散和吸收180
　 7
.3.1 物理模型1
80
　 7
.3.2 求解步驟1
81
　 7
.3.3 電磁波的色散和吸收1
83 第
8章 狹義相對論186
8.1 電磁理論與狹義相對論186
　 8
.1.1 電磁規律和相對性原理1
86
　 8
.1.2 狹義相對論的基本假設1
86
　 8
.1.3 時空性質與物質運動1
87
8.2 洛倫茲變換188
　 8
.2.1 導齣洛倫茲變換的基本假定1
89
　 8
.2.2 簡單洛倫茲變換1
91
　 8
.2.3 一般洛倫茲變換1
94
8.3 狹義相對論的時空理論194
　 8
.3.1 時空間隔和事件的時空關係1
94
　 8
.3.2 同時性的相對性及事件時序1
95
　 8
.3.3 時間間隔的相對性(動鍾變慢)1
97
　 8
.3.4 空間間隔的相對性(動尺縮短)2
00
　 8
.3.5 速度變換公式2
02
　 8
.3.6 加速度變換公式2
04
8.4 相對性原理的四維錶述205
　 8
.4.1 閔柯夫斯基空間及洛倫茲變換2
06
　 8
.4.2 四維張量構建舉例2
07

　 8
.4.3 4-矢量和4-張量分量的變換關係2
09
8.5 電磁規律的不變性211
　 8
.5.1 電荷守恒方程2
11
　 8
.5.2 洛倫茨條件2
12
　 8
.5.3 達朗貝爾方程2
13
　 8
.5.4 電磁場張量2
13
　 8
.5.5 麥剋斯韋方程2
15
　 *8
.5.6 輔助矢量D和H2
16
　 8
.5.7 電磁力密度矢量和電磁場的動量能量張量2
17
　 *8
.5.8 變換式的應用舉例2
19
8.6 相對論力學221
　 8
.6.1 4-動量矢量2
22
　 8
.6.2 相對論動力學方程2
23
　 8
.6.3 質能關係2
24
　 8
.6.4 力的變換關係2
25
　 8
.6.5 洛倫茲力2
26
　 *8
.6.6 相對論分析力學2
28 習題與參考答案
233 參考書目
250 名詞索引
251 教學進度和作業布置
259 附錄
Ⅰ 中英文人名對照261 附錄
Ⅱ 圓柱坐標和球坐標下的微分運算公式263 附錄
Ⅲ 洛倫茲變換的一種推導方法264 附錄
Ⅳ 物理常數269

精彩書摘

第
1
章
電磁現象的基本規律本章綜述電磁現象的基本規律
，包括描述電磁場屬性及其運動的麥剋斯韋方程組
，以及電磁場和場源載體相互作用的洛倫茲力公式.這些規律作為靜電場、靜磁場和似穩電磁場實驗事實的理論概括和以科學假說方式對一般電磁場的推廣
，已在電磁學中作瞭全麵透徹的分析
;它們將作為電動力學的理論基礎，用來分析和揭示電磁場運動及其與場源載體相互作用的特殊規律
.我們將剖析這一相互作用過程中所蘊涵的能量
、動量和角動量守恒特性，證明麥剋斯韋方程組在描述電磁場運動規律方麵的完備性
.本章及隨後各章涉及大量數學推導
，其中用得最多的是場論和張量分析.熟練運用各類數學分析手段
，獨立完成相關數學推導，是學好電動力學的前提和關鍵.為瞭給讀者提供必要的數學準備
，我們單闢一節，簡述場論、張量分析及其相關的數學工具
，重點放在使用運算技巧方麵，略去嚴格繁瑣的數學論證.

1.1 場論和張量分析 1
.1.1 綫性正交坐標變換物理學中的量均屬於張量
，其中用得最多的是零階、一階和二階張量.在物理學中
，習慣將零階張量稱為標量，將一階張量稱為矢量;對二階張量，則省去“二階”兩字
，直呼其為“張量”.在數學中，張量的定義同坐標變換密切相關，因此我們先從坐標變換談起
.1
.N維空間的坐標、基矢和位置矢量下麵的討論將針對較為抽象的多維空間
，維數設為N.以往學過的經典物理學量
，均屬於三維空間的張量，即N=3.在狹義相對論(見第8章)中，所有物理量將用四維時空的張量錶述
，對應N=4.為獲得直覺以便於理解，讀者可迴到自己十分熟悉的三維空間
，去理解下麵要講的內容.在
N維空間中，引入坐標(類比三維空間的直角坐標)，相應沿坐標軸方嚮的單位矢量

稱為基矢
，滿足如下正交關係:其中

為剋羅內剋符號
.由坐標和基矢構成的矢量x
　
稱為位置矢量
，式(1.1.2)中使用瞭同指標求和法則;除特彆聲明之外，以下均遵循這一
法則.2
.綫性正交坐標變換在
N維空間中引入坐標的綫性齊次變換其中

為常數
;要求滿足如下空間距離不變條件:現在分析由係數

構成的N×N變換矩陣A的特性.為此，將式(1.1.3)代入式(
1.1.4)得
的任意性
，上述等式成立的充分必要條件為a

或 AT·A=I(1.1.5)其中
，I為單位矩陣;T錶示矩陣轉置.式(1.1.5)錶明，A為正交矩陣，相應變換式(
1.1.3)稱為綫性正交變換.按慣例，在矩陣錶示A={aij}
中，元素aij
第一下標為
行標
，第二下標為列標;按“橫行竪列”規則排列矩陣元素
兩矩陣相乘時
，前導矩陣的第二下標(列標)與後隨矩陣的第一下標(行標)求和，對應前導矩陣某行元素與後隨矩陣的某列元素的乘積之和
.按此規則，式(1.1.5)中的
(對應前導矩陣)應錶示為AT={a

電磁學與電動力學（下冊）（第二版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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