电磁场与波理论基础

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页数:132
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出版时间:2009-1
价格:16.00元
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isbn号码:9787122029386
丛书系列:
图书标签:
  • 电磁场
  • 电磁波
  • 理论物理
  • 电磁学
  • 大学物理
  • 物理学
  • 电动力学
  • 麦克斯韦方程
  • 场论
  • 本科教材
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具体描述

《电磁场与波理论基础》分为矢量分析、静电场、静磁场、时变电磁场、平面电磁波5章,附录介绍了静态场边值问题及其研究方法,如分离变量法、格林函数法、保角变换法、镜像法等。内容上注重电磁场的基本理论,力求简单明了,深入浅出。

《电磁场与波理论基础》可以作为高等院校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等相关专业学生的教材,也可作为从事相关工作科研人员的参考用书。

《电磁场与波理论基础》图书简介 这是一本深入探讨电磁现象及其波动特性的基础理论著作。全书系统地梳理了电磁学的核心概念、基本定律以及它们在不同介质中的传播和演化规律。 第一部分:静电场 本部分从库仑定律出发,阐述了电荷的性质、电场强度、电势等基本概念。通过对点电荷、线电荷、面电荷和体电荷形成的电场的分析,以及高斯定理的应用,读者将能掌握计算各种静电场分布的强大工具。势能的概念及其与电场强度的关系,特别是电场是保守场这一重要性质,将被详细讲解。此外,介质中的静电场,包括电介质的极化现象、电容以及导体在静电场中的行为(如静电平衡、镜像法等)也将得到深入的探讨。 第二部分:稳恒磁场 本部分将引入电流的概念,并以安培定律为核心,系统介绍稳恒磁场的产生和分布。磁场强度、磁感应强度、磁场中的力(如洛伦兹力)以及载流导线在磁场中受到的安培力将是本部分的重点。毕奥-萨伐尔定律将用于计算各种形状载流导线产生的磁场。此外,磁矢量势的概念、磁通量、磁阻以及磁路分析等内容也将被涵盖。本部分还将讨论铁磁材料的磁化特性和磁畴理论,为理解更复杂的磁场应用打下基础。 第三部分:电磁感应与时变场 在掌握了静电场和稳恒磁场后,本部分将过渡到时变电磁场。法拉第电磁感应定律将是核心,解释了变化的磁场如何产生电动势,这是发电机工作原理的基础。楞次定律则阐述了感应电流的方向。位移电流的概念,由麦克斯韦提出,是连接电场和磁场变化的关键,它使得电场和磁场不再是孤立的,而是相互关联、相互激发的。本部分将详细阐述麦克斯韦方程组,这是描述所有经典电磁现象的统一数学语言。麦克斯韦方程组简洁而强大,揭示了电场和磁场在时间和空间上的相互依存关系。 第四部分:电磁波的产生与传播 基于麦克斯韦方程组,本部分将推导出电磁波的存在。电磁波被描述为电场和磁场在空间中的横波传播,并且它们之间相互激发,无需介质即可独立传播。本部分将深入分析自由空间中电磁波的传播特性,包括波长、频率、速度(即光速)、能量和动量。电磁波的极化(线极化、圆极化、椭圆极化)也将被详细讨论。 第五部分:电磁波在介质中的传播 本部分将把讨论的范围从自由空间扩展到各种传播介质。读者将学习到电磁波在导电介质(如金属)、电介质(如空气、水、玻璃)以及理想介质中的传播特性。反射、折射、吸收、散射等现象在界面上的发生和规律,将通过菲涅耳公式等进行定量描述。不同介质的电磁参数(如介电常数、磁导率、电导率)对电磁波传播的影响也将被深入剖析。 第六部分:波导与辐射 本部分将探讨如何在特定结构中约束和引导电磁波的传播,例如矩形和圆柱形波导。电磁波在波导中的截止频率、传输模式(TE模式、TM模式)以及能量传输将是重点。此外,天线作为电磁波的辐射和接收装置,其基本原理,如偶极子天线、单极子天线的辐射特性,以及辐射方向图等也将得到介绍。 本书特色: 严谨的数学推导: 本书强调理论的严谨性,所有结论均基于扎实的数学推导。 清晰的物理概念: 复杂抽象的电磁学概念将被分解,并通过生动的类比和实例进行解释,力求使读者对物理本质有深刻理解。 丰富的应用背景: 在讲解理论的同时,适时引入相关的工程应用和科学研究背景,展示电磁场与波理论的实际价值。 循序渐进的结构: 内容从基本定律到复杂现象,层层递进,便于读者逐步建立对电磁学知识体系的完整认知。 《电磁场与波理论基础》适合于物理学、电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的高年级本科生、研究生,以及对电磁场与波理论感兴趣的科研人员和工程师。本书旨在为读者打下坚实的理论基础,使其能够更好地理解和应用电磁学原理解决实际问题。

作者简介

目录信息

1 矢量分析
1.1 引言
1.2 标量和矢量
1.3 坐标系
1.4 曲线积分、曲面积分和体积分
习题1
2 静电场
2.1 库仑定律
2.2 电场强度
2.3 高斯定理和电通量
2.4 电偶极子
2.5 电场中导体和电介质的方程
2.6 静电场的边界条件
2.7 电场中储能、电容和电容器
习题2
3 静磁场
3.1 公式△·J+αρv/αt=0。的导出
3.2 毕-萨(Biot+Savart)定律、安培定律和安培环路定律
3.3 矢量磁位和标量磁位
3.4 磁场中的磁性材料
3.5 磁场边界条件
习题3
4 时变电磁场
4.1 引言
4.2 法拉第电磁感应定律
4.3 麦克斯韦方程(由法拉第定律导出)
4.4 麦克斯韦方程(由安培定律和高斯定律分布导出)
4.5 时变电磁场的边界条件
4.6 变压器
4.7 电磁场能量的传播:坡印亭定理
4.8 正弦电磁场(时谐电磁场)
习题4
5 平面电磁波
5.1 引言
5.2 简单媒质中的电磁波
5.3 介质中的平面波情形:σ=0
5.4 良导体情形:σ/wз》l
5.5 不良导体情形:σ/wз=1
5.6 群速
5.7 平面波的折射和反射
5.8 均匀平面电磁波在平面边界上的斜入射
5.9 全反射与临界角
5.10 沿任意方向传播的均匀平面波
习题5
附录
部分习题解题指导
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简洁大气,封面采用深蓝色调,配以银色线条勾勒出的波形图和场强矢量图,既体现了专业性,又不失现代感。拿到手中,首先感受到的是纸张的质感,厚实且带有微微的哑光处理,印刷清晰,即使是复杂的公式和图示,细节处理得也非常到位,长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。特别是书中对一些经典实验现象的插图绘制,线条精准有力,光影处理得当,让人仿佛能透过文字感受到电磁波在空间中传播的动态美感。章节的目录结构设计得十分合理,从基础的静电场、静磁场开始,层层递进到麦克斯韦方程组的建立与应用,再到电磁波的辐射和传播,逻辑链条清晰流畅,对于初学者来说,这种循序渐进的编排方式极大地降低了理解的难度。书脊处的烫金书名在灯光下熠熠生辉,放在书架上也是一件赏心悦目的陈设品。由此可见,出版社在图书的制作工艺上确实下足了功夫,这不仅仅是一本教材,更像是一件值得收藏的专业工具书。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中,我强烈感受到作者在数学工具的选择上非常克制和精准。电磁场理论对数学的要求极高,但这本书并没有陷入“数学炫技”的泥潭。它会娴熟地运用傅里叶变换和格林函数,但每一次引入新的数学工具,都会先用非常简洁的方式复习其核心思想,确保读者不会因为不熟悉某个变换而被理论的洪流冲垮。例如,在讨论散射问题时,作者没有直接跳跃到复杂的勒让德多项式展开,而是先从最简单的点源在有限区域内辐射的简易模型入手,逐步引入坐标系的旋转和分解,这种“搭积木”式的数学构建过程,极大地增强了读者的信心。此外,书中对矢量微积分的运用,每一个散度、旋度和拉普拉斯算子出现的地方,都附带了简要的几何意义注释,确保了读者即便对纯数学感到陌生,也能抓住其背后的物理含义,这体现了作者极高的教学智慧。

评分☆☆☆☆☆

我花了大量时间钻研其中的“边界条件”那一章,老实说,这是电磁学中最令人头疼的部分之一。然而,这本书的处理方式简直是教科书级别的清晰。作者没有像很多旧教材那样,直接抛出一个复杂的矢量方程组让读者硬背,而是采用了“物理图像先行,数学推导随后”的策略。例如,在讲解导体与介质的界面时,书中通过生动的类比——想象一个“电荷的边界防线”——帮助我们建立直观感受。随后,推导过程中的每一步都配有详细的文字说明,解释了为什么某个分量必须连续,而另一个分量必须存在跳跃。书中的例题设计也极其巧妙,它们紧密围绕着理论模型展开,涵盖了从简单的平面波到复杂的波导结构,每一个例子都像是为理解某个特定概念量身定制的“手术刀”。我特别欣赏作者在处理“坡印廷矢量”时所使用的几何解释,它完美地将能量流动的方向与电场、磁场相互垂直的特性结合起来,让抽象的能量概念变得触手可及,这种深度和广度兼顾的叙述,是其他许多泛泛而谈的著作所不具备的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理相对论性电磁学和电磁场数值模拟的引入部分,做到了恰到好处的“点到为止”,既没有过度深入而偏离基础理论,也没有敷衍带过而显得理论不完整。关于狭义相对论对电磁场的影响,书中通过洛伦兹变换对电场和磁场分量的转换,清晰地展示了电磁场如何统一于四维时空中的张量,这种处理方式非常高明,它在不要求读者掌握完整张量分析的前提下,成功地揭示了电磁场理论的深层结构和谐性。而在接近尾声的数值方法简介部分,作者没有堆砌大量的代码或复杂的算法细节,而是用非常直观的图示解释了有限差分时域(FDTD)方法中“时间步进”和“空间网格划分”的基本思想,成功地搭建起一座从解析解通往工程计算的桥梁。这使得我们这些偏向应用研究的读者,能对后续的学习方向有一个清晰的认识,知道如何将这些纯理论知识转化为实际解决问题的工具,为后续的专业深造打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于自学者而言,这本书的自洽性和配套资源的完整性是决定性的因素。我发现这本书在很多关键概念的定义和符号表示上,都采用了国际上最通行的标准,这极大地便利了我在查阅其他外文文献或参考资料时的衔接。更重要的是,它似乎预料到了读者在自学过程中可能遇到的所有“卡点”。每当一个复杂概念——比如“法拉第旋转器”的工作原理或“介质的色散关系”——出现时,作者总会立刻补充一个“深入探讨”或“历史背景”的小框,这些侧边栏的内容虽然不是考试重点,但它们极大地拓宽了读者的视野,将冰冷的物理定律与真实世界的工程应用联系了起来,让人明白这些理论是如何从实验室走向实际应用的。这种“润物细无声”的引导方式,远胜于那种只专注于公式推导的纯理论书籍,它培养的不仅是解题能力,更是对整个电磁现象的系统性认知框架。

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我们学校老师编的,垃圾。

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