应用电磁学 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:浙大

作者:

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2001-1

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787308025843

丛书系列:

图书标签:

电磁学
应用电磁学
电磁场
麦克斯韦方程
电磁波
天线
微波技术
电磁兼容性
电路分析
工程电磁学

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具体描述

《应用电磁学》在内容体系上与迄今多数电磁场理论教材先静态场后交变场不同，先交变场，后静态场，并以交变场为重点。静态场作为交变场在角频率ω=0（或波数k＝0）的特例来处理。交变场的教学围绕天线与波导展开，以适应网络与通信的应用对电磁学课程的要求。

描述电磁理论的基本数学工具——复矢量以及梯度、散度、旋度等基本概念与运算规则，在《应用电磁学》第1章专门介绍。从作者的教学实践看，这样做对于引导学生直接进入麦克斯韦方程研究交变场十分必要。作者将研究电磁场涉及的其他数学知识分散到有关章节。

《应用电磁学》编写过程中力求将基本理论、基本概念与电磁学的实际应用结合，每章都有较多的应用例子，以激发学生学习电磁理论的兴趣。

已如前述，《应用电磁学》第1章复矢量及矢量运算对于第2章直接从麦克斯韦方程研究交变场是十分必要的。第3章由麦克斯韦方程得出平面波解及其基本特性。第4章研究平面波在介质交界面的反射。第5至第8章讲波导与谐振器。第5章证明就波的纵向传播而言各类波导都可用传输线等效。传输线基本理论与圆图则是第6章的主题。第7章讨论微波到光波各类常用的波导。第8章讨论谐振器。第9章讨论天线。第10章进一步讨论电磁波的有关问题。最后除13章外的其余5章讨论静态场，它们是作为交变场的特例（当ω=0或k=0）引入的。第11、12章为静电场、电场力和能，第14章为直流电流，第15、16章为静磁场、磁性材料和磁路。第13章列举电磁场若干解题方法。有关微波与光波应用系统以及构成这些系统的微波、光导波器件在微波与光导波实验课程中有所阐述，《应用电磁学》很少涉及。

经典物理学前沿：从麦克斯韦方程组到量子场论的宏伟篇章图书名称：《经典物理学前沿：从麦克斯韦方程组到量子场论的宏伟篇章》图书简介：本书旨在为读者构建一座坚实的桥梁，连接二十世纪初物理学的两大支柱——经典电磁学（以麦克斯韦方程组为核心）与新兴的量子力学，并进一步展望到二十世纪中叶量子场论的诞生历程。它并非一本传统的“应用电磁学”教科书，而是将电磁学视为理解物理世界统一性演变的关键视角，深入探讨其理论框架如何被突破，以及如何催生了现代物理学的诸多基石。第一部分：经典电磁学的辉煌与局限本卷从麦克斯韦方程组的数学形式和物理内涵出发，细致剖析了电场、磁场、位移电流以及电磁波传播的基本规律。我们着重探讨了电磁场在各种边界条件下的解，如导波管（Waveguides）中的模式分析、谐振腔（Resonators）的特性，以及电磁波在介质中传播时的散射和衍射现象。这些内容是理解现代通信、光学以及天线理论的基础，但本书将其置于一个更宏大的历史背景下考察。我们将深入讨论“黑体辐射”这一关键难题。经典物理学在解释黑体辐射谱时遭遇了灾难性的失败，即著名的“紫外灾难”。这一失败不仅仅是公式上的瑕疵，更是对经典物理学基本假设——能量连续性——的致命一击。我们详细分析了瑞利-金斯定律的推导过程，并清晰地阐述了普朗克如何引入“量子化”假设，从而巧妙地解决了这一难题，标志着量子理论的真正开端。此外，对“光电效应”和“康普顿散射”的深入解析，将展示经典电磁波理论在解释光与物质相互作用微观尺度效应时的无力。爱因斯坦如何成功地将光子概念应用于解释光电效应，以及康普顿如何利用粒子散射模型验证了光的粒子性，这些章节将强调经典电磁场描述的完备性在微观世界中的瓦解。第二部分：狭义相对论的结构性重塑电磁学的另一个核心挑战在于其与经典力学（伽利略变换）之间的不协调性。本部分将聚焦于狭义相对论的诞生，阐述洛伦兹变换如何自然地从麦克斯韦方程组的协变性要求中涌现出来。我们不仅会复习狭义相对论的基本原理——光速不变原理和相对性原理，更重要的是，将电磁场张量 $mathbf{F}^{mu u}$ 引入，展示电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{B}$ 如何在不同惯性系之间进行协调的变换。理解电磁场张量是理解电磁学与相对论深度融合的关键。它表明电磁学天然地具有四维时空结构。通过相对论的视角，我们将重新审视电荷、电流的定义，以及磁场实际上是如何作为运动电荷所产生的电场在特定参考系下的“投影”。这部分内容为后续的量子理论奠定了四维时空观念的基础。第三部分：从薛定谔方程到相对论性量子力学当经典电磁学面临微观难题时，量子力学的巨轮已经启动。本书将回顾玻尔的旧量子论，并迅速过渡到薛定谔方程和海森堡矩阵力学。我们将重点分析薛定谔方程在描述电磁场中运动的带电粒子（如原子内部电子）时的应用，特别是处理了经典电磁学中的“束缚态”问题。然而，薛定谔方程本身是“非相对论性”的，它假设时间导数和空间导数具有相同的地位，这与狭义相对论的结构相悖。因此，本书将详尽介绍保罗·狄拉克如何通过引入自旋和对电子的相对论性描述，导出了著名的“狄拉克方程”。狄拉克方程的伟大之处在于，它不仅完美地解释了电子的内在角动量（自旋），更重要的是，它自然而然地预言了反物质（正电子）的存在。我们详细分析了狄拉克方程如何通过对能量负定性的重新诠释，揭示了物质-反物质对产生和湮灭的深层物理机制，这正是经典电磁学概念无法触及的领域。第四部分：量子场论的黎明——量子电动力学（QED）本书的高潮部分在于对量子电动力学（QED）的理论构建历程的梳理。QED是第一个成功的、自洽的量子场论，它将量子力学、狭义相对论以及电磁场进行了最终的融合。我们将探讨费曼、施温格和汤川秀树等先驱如何将经典场（电磁场）“量子化”，将其视为一组振子的集合，从而得到光子——电磁相互作用的载体。本书将概述早期QED理论中遇到的“无穷大”问题，以及正是通过“重整化”（Renormalization）这一革命性的技术，物理学家们才得以消除这些无穷大，并得到了历史上最精确的物理学预测之一——电子的反常磁矩。通过对费曼图的介绍，读者将直观地理解光子如何作为媒介传递动量和能量，实现两个带电粒子之间的相互作用。这标志着我们从宏观上研究电磁波的“应用电磁学”视角，彻底转向了微观上研究电磁相互作用的“基本力”的视角。结论与展望《经典物理学前沿》的最终目的，是让读者认识到，看似成熟和完备的经典电磁学，并非物理世界的终极描述。它的局限性不仅指引了相对论的诞生，更直接催化了整个量子物理学大厦的建立。本书通过对这些理论转折点的细致考察，为理解当代理论物理，特别是粒子物理和凝聚态物理中场的量子化概念，打下坚实而深刻的理论基础。它提供了一个历史和理论并重的视角，展示了物理学是如何在解决具体实验矛盾的过程中，不断自我修正和升华的伟大历程。