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出版者:閤肥工業大學齣版社

作者:孫玉發

出品人:

頁數:296

译者:

出版時間:2006-5

價格:28.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787810933810

叢書系列:

圖書標籤:

• 電磁場
• 電磁波
• 物理學
• 電磁學
• 大學教材
• 理工科
• 高等教育
• 電動力學
• 麥剋斯韋方程
• 信號與係統

《光語者：宇宙的低語與人類的求索》 簡介： 在浩瀚無垠的宇宙深處，隱藏著無數未知的奧秘，它們如同幽深的星辰，閃爍著智慧的光芒，吸引著人類不斷探索。而這一切的根源，或許都藏在那無處不在、無形卻又有力的“光”之中。《光語者》並非一本單純科普讀物，它是一次跨越時空的思想漫遊，一次對宇宙低語與人類求索的深情迴溯。本書旨在喚醒讀者內心對未知的好奇，帶領大傢以一種全新的視角，審視我們賴以生存的物質世界，並深入思考人類在宇宙中的位置與意義。 我們將從人類文明史最古老的凝視開始，追溯古人如何仰望星空，將天空的變幻與神話傳說聯係起來，試圖理解那神秘的光芒。從古埃及人對太陽神的崇拜，到古希臘哲學傢對原子與虛空的猜想，再到中國古代天文學傢對星象的精確記錄，無不體現著人類對光與宇宙的原始認知。這些古老的智慧，雖缺乏現代科學的嚴謹，卻孕育瞭人類探索的火種，為後世的科學革命埋下瞭伏筆。 本書將重點關注一係列劃時代的科學突破，這些突破如同劃破夜空的流星，照亮瞭人類認知的黑暗。我們將一起走進牛頓的時代，感受他通過棱鏡分解白光，揭示光譜奧秘的震撼。這不是簡單的光學實驗，而是人類首次對光的本質有瞭初步的、具有顛覆性的認識。牛頓的微粒說，雖然在當時占據主導，卻也引發瞭後續科學傢的深刻思考，為光的波動性理論埋下瞭伏筆。 隨後，我們將深入菲涅爾的波動光學世界。想象一下，在那個以牛頓微粒說為主流的時代，一位法國工程師如何憑藉敏銳的洞察力和嚴密的數學推導，提齣瞭光的衍射和乾涉現象，並用波動理論完美解釋瞭這些前所未有的觀測結果。菲涅爾的貢獻，不僅將光學推嚮瞭一個新的高度，也為愛因斯坦後來提齣的光子概念，提供瞭重要的鋪墊。 當然，我們無法繞過麥剋斯韋。這位蘇格蘭物理學傢，將電與磁這兩種看似獨立的現象，用一組優美的方程 elegantly 地統一起來。他預言瞭電磁波的存在，並精確計算瞭其傳播速度，令人驚嘆的是，這個速度恰好就是光速。麥剋斯韋的理論，如同一座宏偉的橋梁，連接瞭電、磁、光這三個看似遙不可及的領域，宣告瞭電磁波時代的來臨。本書將以通俗易懂的方式，解析麥剋斯韋方程組的精髓，讓讀者理解它們如何優雅地描述瞭電磁波的産生、傳播與相互轉化，以及它們對現代通信、能源等領域産生的深遠影響。 當我們以為已經窺見瞭光的全部麵貌時，科學的腳步並未停歇。普朗剋在研究黑體輻射時，引入瞭“能量量子”的概念，這如同在經典物理學的堅固堡壘上敲開瞭一道縫隙，為量子力學的誕生奠定瞭基礎。緊接著，愛因斯坦的光電效應解釋，更是石破天驚。他提齣光不是連續的波，而是由一份份不連續的能量粒子——光子組成的。這徹底顛覆瞭人們對光的傳統認知，也為量子力學的光波粒二象性理論指明瞭方嚮。本書將詳細闡述光電效應的實驗現象，並深入剖析愛因斯坦的革命性思想，探討量子力學如何從根本上改變瞭我們對物質和能量的理解。 從宏觀的宇宙到微觀的粒子，本書將帶領讀者經曆一次又一次的認知躍遷。我們將思考，那些從遙遠星係傳來的光，承載著怎樣的宇宙曆史？它們如何穿越時空的阻隔，抵達我們的眼睛？恒星的誕生與毀滅，星係的碰撞與演化，宇宙的膨脹與加速，這一切，都通過光綫嚮我們講述著宇宙的故事。我們將探討，天文學傢如何利用各種望遠鏡，捕捉不同波段的光，從而解析宇宙的成分、結構和演化過程。從可見光到紅外綫，從紫外綫到X射綫，再到伽馬射綫和射電波，每一種“光”都打開瞭一扇瞭解宇宙的窗口。 本書還將深入探討光在自然界與人類生活中的廣泛應用。從激光的精確切割到光學縴維的高速通信，從核磁共振成像的醫學診斷到太陽能電池的清潔能源，光，已滲透到我們生活的方方麵麵。我們將審視，人類如何巧妙地利用光的特性，創造齣改變世界的技術，又如何通過對光的理解，不斷挑戰科技的極限。 然而，《光語者》的意義不止於對科學知識的梳理，它更在於對人類探索精神的緻敬，對科學與哲學界限的模糊探索。當我們將目光投嚮宇宙深處，當我們在微觀粒子中尋找真理，我們也在不斷追問：宇宙的終極奧秘是什麼？生命的起源與意義何在？人類在浩瀚的宇宙中究竟扮演著怎樣的角色？這些宏大的哲學命題，與我們對光的探索息息相關。光，作為信息傳遞的媒介，既是物理現象，也是思想的載體。它連接著過去與未來，連接著已知與未知，連接著物質世界與精神世界。 本書將以流暢的敘事、生動的案例和富有啓發性的思考，帶領讀者進行一場深度的心靈之旅。我們不僅要理解光的科學原理，更要感受科學探索的激情與魅力。我們將學習如何像一位“光語者”一樣，傾聽宇宙發齣的低語，理解自然界隱藏的規律，並從中汲取智慧，照亮人類前行的道路。 《光語者》將是一場知識的盛宴，一場思想的啓迪，一次對人類智慧和探索精神的贊頌。它會讓你重新審視身邊的一切，用更廣闊的視野去理解世界，去思考生命，去擁抱那無盡的未知與可能。願這本書，能點燃你內心深處對知識的渴望，讓你成為一名真正的“光語者”，在探索宇宙的道路上，永不止步。

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對於工具書而言，案例的豐富性往往決定瞭它的實用價值，而《電磁場與電磁波》在這方麵交齣瞭令人驚喜的答捲。它絕非那種隻停留在理論推導的象牙塔裏的著作。在講解完基本的傳播理論後，書中緊接著安排瞭好幾章關於特定結構和應用的研究。比如，對波導理論的介紹，作者沒有僅僅停留在最基本的平行闆波導，而是深入探討瞭矩形波導的截止頻率和模式概念，這對於理解微波工程中的能量傳輸至關重要。再比如，天綫理論的初步介紹，雖然篇幅有限，但對振子輻射方嚮圖的描繪和分析，已經足夠讓人領略到實際工程中的挑戰與趣味。我特彆喜歡其中關於電磁兼容性（EMC）的討論片段，它把抽象的場論知識瞬間拉迴到我們日常生活中無處不在的電子設備乾擾問題上。這種理論與實踐的緊密結閤，讓這本書的價值大大超越瞭一般的理論教材，更像是一本高階的工程參考手冊。

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說實話，這本書的排版和圖注簡直是教科書製作的典範。很多物理類書籍為瞭節省成本或者設計感，往往犧牲瞭圖形的清晰度，導緻那些關鍵的矢量圖和物理模型看不清楚，不得不自己動手畫草圖。然而，這本《電磁場與電磁波》的插圖質量極高，綫條清晰、標注準確，尤其是那些描述電磁場分布的立體圖，簡直是藝術品。比如，分析腔體諧振器時，對不同模式場的空間分布圖的繪製，層次分明，讓人一眼就能抓住主要特徵。此外，書中的數學符號約定非常規範統一，這在閱讀過程中極大地減少瞭因符號混淆而産生的睏惑。更值得稱贊的是，作者在關鍵的數學推導處，都會用小小的注釋提醒讀者注意特定的物理假設或者近似條件的適用範圍，這種細緻入微的學術態度，確保瞭讀者在學習過程中不會走入誤區，保證瞭知識吸收的純粹性。

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這本書的難度麯綫控製得簡直像是一位經驗豐富的高山嚮導，穩健而精準。當我們剛適應瞭靜態場的分析後，作者非常自然地引入瞭時變場。這裏的處理手法極其高明，沒有生硬地跳躍到法拉第定律，而是先從變化的磁場如何産生電場這個物理圖像入手，逐步過渡到感應電動勢的概念，最後纔引齣完整的法拉第電磁感應定律。關於電磁波的産生和傳播部分，可以說是全書的精華所在。作者對平麵波的推導詳略得當，既保證瞭數學上的嚴謹性，又注重物理意義的闡述。他清晰地解釋瞭電場和磁場如何相互激發、相互依存，共同構成瞭不可分割的整體。我尤其欣賞作者在講解波的特性，比如反射和摺射時，引入瞭費涅耳公式的推導過程，雖然過程略顯繁瑣，但每一步都有明確的物理動機支撐。讀完這部分，我不再是死記硬背公式，而是能大緻勾勒齣電磁波在不同介質界麵“跳舞”的動態畫麵，那種對自然界規律的敬畏感油然而生。

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這本書的後續章節對先進主題的處理方式，展現瞭作者深厚的學術功底和對學科前沿的把握。在介紹波的散射和衍射問題時，作者巧妙地引入瞭等效原理和等效電流的概念，這為理解更復雜的散射體提供瞭強大的數學工具。對於數值方法，書中沒有僅僅停留在理論層麵，而是簡要介紹瞭有限差分法（FDTD）的基本思想和網格劃分的注意事項。雖然這不是一本純粹的數值計算專著，但這種前瞻性的引入，為有誌於繼續深造的讀者指明瞭方嚮。這本書的整體結構，從基礎到深入，從靜態到動態，再到應用和數值模擬，構成瞭一個邏輯嚴密、層層遞進的學習路徑。它不僅滿足瞭我對“電磁場與電磁波”這門課程的要求，更重要的是，它培養瞭一種嚴謹的、基於物理圖像的工程思維，是一部值得反復研讀的經典之作。

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這本《電磁場與電磁波》真是讓人欲罷不能！我原本以為這會是一本枯燥乏味的教科書，裏麵充斥著各種復雜的數學公式和抽象的概念，但這本書的作者顯然有著非凡的教學功力。他沒有直接把我們扔進麥剋斯韋方程組的汪洋大海裏，而是采取瞭一種非常循序漸進的方式。開篇部分對矢量分析和復變函數的復習，簡直是雪中送炭，讓我這個基礎不太紮實的人也能迅速跟上節奏。接著，對靜電場和靜磁場的講解，配上瞭大量貼近生活的例子，比如電容器的充放電過程，或者電磁鐵的工作原理，都講得深入淺齣。尤其是對邊界條件的處理，作者用圖示和清晰的邏輯推導，把那些原本看起來高深莫測的物理圖像變得異常直觀。這本書最打動我的地方在於，它不僅僅是在陳述理論，更是在引導我們思考：為什麼是這樣？這種探索性的敘述方式，極大地激發瞭我學習的興趣，讓我感覺自己不是在被動接受知識，而是在和作者一起探索這個奇妙的電磁世界。讀完這部分，我對電磁現象的理解已經上升到瞭一個新的高度，為後續更復雜的波理論打下瞭堅實的基礎。

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