Classical Electrodynamics (Solutions Manual For John David Jackson) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Eurasia

作者:John David Jackson

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1985

價格:0

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9789579437097

叢書系列:

圖書標籤:

• 電動力學
• 經典電動力學
• Jackson
• 習題解答
• 物理學
• 電磁學
• 研究生
• 大學物理
• 電磁場理論
• 解決方案
• 物理參考書

經典電磁學導論 本書旨在為物理學、工程學及相關領域的研究生和高年級本科生提供一套全麵而深入的經典電磁學教材。它建立在麥剋斯韋方程組的基礎之上，係統地闡述瞭從靜電學到電動力學，再到輻射場和相對論性電磁學的核心概念、理論框架和解題方法。 結構與內容概述： 全書內容組織嚴謹，邏輯清晰，旨在培養讀者對電磁現象的深刻物理洞察力以及嫻熟的數學處理能力。 第一部分：靜電學與介質 本部分首先迴顧瞭庫侖定律和電荷的連續性假設，隨後深入探討瞭靜電學的基本原理。 1. 靜電場的描述與泊鬆方程： 詳細介紹瞭電勢的概念，推導瞭泊鬆方程和拉普拉斯方程，並著重討論瞭在不同邊界條件下的解法，例如格林函數在靜電學中的應用。特彆地，對二維靜電場中的唯一性定理進行瞭詳盡的論述。 2. 導體與靜電能量： 深入分析瞭處於靜電平衡狀態下的導體特性，包括導體錶麵的電荷分布、電荷的像原理（Method of Images）。對鏡像法進行瞭係統的分類，從簡單的點電荷到復雜的導體幾何形狀，提供瞭大量實例分析。同時，詳細計算瞭靜電場的能量密度和總能量，並探討瞭電偶極子在靜電場中的行為。 3. 靜電學中的介質： 引入瞭電位移矢量 $mathbf{D}$ 和極化強度 $mathbf{P}$ 的概念，建立瞭介質中的本構關係。討論瞭均勻、各嚮同性綫性電介質的靜電平衡問題，並處理瞭介質分界麵上的邊界條件。對電介質中的能量和力進行瞭細緻的分析。 4. 電荷分布的理論分析： 探討瞭電荷和電流分布的球諧函數展開，特彆是電多極矩的概念，為處理復雜電荷分布的遠場行為奠定瞭基礎。 第二部分：靜磁學與材料 本部分將研究穩定的電流係統，並引入磁場的概念。 1. 穩恒電流與畢奧-薩伐爾定律： 從穩恒電流的定義齣發，推導瞭畢奧-薩伐爾定律和安培環路定律。著重分析瞭具有特定對稱性的電流分布（如直綫電流、圓形電流環）所産生的磁場。 2. 磁矢量勢與安培力： 引入磁矢量勢 $mathbf{A}$，並利用其簡化瞭磁場的計算。詳細分析瞭載流迴路之間的相互作用力（安培力）和磁矩的概念。 3. 磁介質中的場： 如同電介質一樣，詳細討論瞭磁化強度 $mathbf{M}$ 和磁場強度 $mathbf{H}$。建立瞭磁介質中的本構關係，包括抗磁性、順磁性和鐵磁性的基本性質，並分析瞭磁介質邊界上的條件。 4. 磁場的能量與等效電流： 計算瞭磁場的能量密度，並探討瞭磁場中存儲的總能量。引入瞭磁介質中等效錶麵電流和體積電流的概念，將磁介質內部的場分布歸結為邊界電流的貢獻。 第三部分：電磁感應與麥剋斯韋方程組 本部分是連接靜電/靜磁與時變場的核心橋梁。 1. 法拉第電磁感應定律： 係統闡述瞭法拉第定律，區分瞭動生電動勢和變換電動勢。深入分析瞭時間依賴的磁場如何産生電場（鏇度形式的電場）。 2. 麥剋斯韋方程組的完備化： 基於電荷守恒律，引入瞭麥剋斯韋的位移電流項，從而將安培定律推廣為更一般的形式。完整地給齣瞭在任意介質中，時變電磁場的四個基本麥剋斯韋方程。 3. 動生場與標量/矢量勢的推廣： 在時變情況下，重新審視標量勢 $phi$ 和矢量勢 $mathbf{A}$ 的定義，並確定瞭它們必須滿足的規範條件（如洛倫茲規範和庫侖規範）。 4. 能量與動量流： 推導瞭坡印廷定理（Poynting's Theorem），精確描述瞭電磁場中能量的傳輸率和耗散率。引入坡印廷矢量 $mathbf{S}$，作為能量流密度的量度，並討論瞭動量流和輻射壓力。 第四部分：電磁波與輻射 本部分聚焦於電磁場在自由空間和介質中傳播的動力學行為。 1. 平麵電磁波的傳播： 在無源、無損的均勻介質中，求解麥剋斯韋方程組導齣的齊次波動方程。詳細分析瞭橫波的性質，包括波速、波阻抗以及電場、磁場和傳播方嚮之間的相位關係。 2. 介質中的波： 討論瞭平麵波在非磁性、非導電介質（如電介質）中的傳播特性，包括反射和摺射（斯涅爾定律的導齣）。隨後，重點分析瞭全內反射現象。 3. 導波係統： 研究瞭電磁波在有限邊界內（如波導管）的約束傳播問題。討論瞭在矩形波導中橫電波（TE）和橫磁波（TM）模式的特徵方程和截止頻率，強調瞭模式的離散性。 4. 電磁輻射： 從處理時變多極矩的輻射開始，詳細分析瞭電偶極子和磁偶極子的輻射場（特彆是其遠場近似）。討論瞭輻射場的功率分布和總輻射功率。 第五部分：相對論性電磁學 本部分將電磁學置於狹義相對論的框架下，揭示瞭電磁場張量的內在結構。 1. 相對論基礎迴顧： 簡要迴顧瞭洛倫茲變換和四維時空的概念，為後續的張量分析做準備。 2. 電磁場張量： 構建瞭電磁場張量 $F^{mu u}$，並展示瞭麥剋斯韋方程組在洛倫茲變換下的協變形式。這清晰地錶明瞭電場和磁場在不同慣性係中如何相互關聯和轉換。 3. 洛倫茲變換下的電磁場： 通過張量變換規則，推導瞭電場 $mathbf{E}$ 和磁場 $mathbf{B}$ 在不同參考係之間的精確變換關係。通過具體的例子（如運動電荷産生的場），說明瞭磁場在某種意義上是電場的“相對論性修正”。 4. 相對論性源項： 將洛倫茲協變的電荷密度和電流密度整閤，形成瞭四流密度 $mathbf{J}^mu$。將泊鬆/拉普拉斯方程推廣到相對論形式，並研究瞭洛倫茲協變下的輻射公式。 全書力求理論的嚴謹性與物理圖像的清晰性並重，通過大量的數學推導和物理模型的構建，使用戶能夠掌握解決復雜電磁問題的必備工具和深層理解。

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這是一本真正意義上的“參考書”，尤其是當你對經典電動力學有著相當的瞭解，並且正在尋找更深入的洞見和更全麵的視角時。它不像某些教材那樣，隻是簡單羅列公式和定理，而是花瞭大篇幅去解釋這些理論是如何發展起來的，它們背後的物理思想是什麼，以及在不同情境下的適用性。作者的寫作風格非常獨特，充滿瞭哲學思考的痕跡，常常能引導讀者去思考“為什麼”和“如何”，而不是僅僅停留在“是什麼”的層麵。我曾經在解決一個非常棘手的輻射問題時，花瞭大量時間查閱這本書，最終從中獲得的啓發，遠不止是找到一個現成的答案，更是對整個物理過程有瞭更深刻的理解。它的一些章節，比如關於散射理論或者多極展開的討論，堪稱經典，即使是多年的物理研究者，也能從中受益匪淺。這本書的價值，並不僅僅在於它提供瞭多少信息，更在於它教會瞭你如何去思考物理問題，如何建立模型，以及如何用嚴謹的數學語言去描述物理實在。

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這本書，我接觸過的物理教材中，絕對是翹楚中的翹楚。它的內容深度和廣度，遠非一般的入門級課程所能比擬。剛開始翻閱的時候，那種迎麵而來的嚴謹和詳盡，確實會讓人感到一絲壓力，但這正是它價值所在。它並沒有試圖將復雜的概念簡化到失去本質，而是循序漸進地構建起一套完整的理論框架。從電荷和電場的靜電學基礎，到麥剋斯韋方程組的精妙統一，再到電磁波的傳播與輻射，每一個章節都像是一塊精心打磨的寶石，閃爍著物理學的智慧光芒。我特彆欣賞作者在講解過程中，對物理直覺的培養和對數學工具的靈活運用之間的平衡。很多時候，一個看似抽象的數學推導，在作者的闡述下，便能轉化為清晰的物理圖像，讓人豁然開朗。當然，要完全消化這本書的內容，絕非一日之功，需要投入大量的時間和精力去思考、去推導，甚至去反復琢磨那些看似不起眼的細節。但正是這種深度的鑽研，纔能真正領略到經典電動力學的魅力，以及它如何深刻地解釋瞭我們周圍世界的種種現象。

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坦白說，這本書對於初學者來說，可能是一座難以逾越的山峰。它的篇幅相當可觀，內容的密度也極高，需要讀者具備紮實的數學基礎和一定的物理直覺。但如果你能堅持下來，你會發現它是一座寶藏。我記得我在學習過程中，常常會因為一個細節的疑問，而在這本書裏找到最詳盡的解釋。作者在處理那些相對“邊緣”但又至關重要的概念時，比如洛倫茲力在不同參考係下的協變性，或者電磁場的拉格朗日量錶述，都處理得極其到位。它不是那種“速成”的教材，更像是一位循循善誘的導師，引導你一步一步地深入物理世界的腹地。書中的許多例子和習題，都經過精心設計，能夠有效地檢驗你對概念的理解程度，並幫助你鞏固所學。對於那些希望在理論物理領域有所建樹的學生來說，這本書幾乎是必讀的。它為你打下堅實的基礎，讓你在麵對更前沿的物理問題時，能夠遊刃有餘。

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這本書的魅力，在於它不僅僅是一本關於“電動力學”的書，更是一本關於“物理學思維方式”的書。作者在處理每一個問題時，都展現齣瞭極高的洞察力。他不會直接給齣答案，而是會引導你思考問題的根源，如何從更基本的原理齣發，構建齣解決問題的框架。比如，在講解電磁場的能量和動量守恒時，他會詳細地推導能量-動量張量，並解釋其物理意義。這種嚴謹的推導過程，對於培養科學研究者的嚴謹性至關重要。我尤其喜歡書中的一些“曆史性”的介紹，作者會穿插講解一些重要的物理概念是如何被發現和發展起來的，這不僅增加瞭閱讀的趣味性，也讓我對這些概念有瞭更深層次的理解。這本書的內容，常常能引發我對於物理世界更宏大的思考，讓我感受到物理學作為一門探索自然規律的科學的強大之處。

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當我第一次拿到這本書的時候，就被它厚重的體積和密集的公式所震撼。但隨著閱讀的深入，我逐漸領略到它非凡的價值。這本書的內容涵蓋瞭經典電動力學的幾乎所有重要方麵，並且在每一個細節上都力求做到最嚴謹、最透徹。它不是一本“輕鬆閱讀”的書，但它絕對是一本“深度學習”的書。作者的講解方式非常注重邏輯的連貫性和概念的清晰性，即使是那些非常抽象的概念，在他手中也變得相對易於理解。我曾經為瞭弄清楚一個關於電磁場量子化的問題，反復閱讀瞭書中相關的章節，每一次閱讀都有新的收獲。這本書給我最大的啓發，就是讓我認識到，物理學的美，恰恰在於它的嚴謹和深刻。它不僅僅是知識的堆砌，更是對宇宙規律的探索和理解。對於任何想要深入學習經典電動力學的學生或研究者來說，這本書都是一本不可或缺的寶典。

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