Electromagnetic Fields and Interactions

Electromagnetic Fields and Interactions pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Dover Publications
作者:Becker, Richard
出品人:
页数:864
译者:
出版时间:2012-5
价格:$ 39.49
装帧:Paperback
isbn号码:9780486642901
丛书系列:
图书标签:
  • 电磁场
  • 电磁学
  • 电磁相互作用
  • 麦克斯韦方程
  • 电动力学
  • 天线
  • 微波
  • 无线电
  • 工程电磁场
  • 物理学
想要找书就要到 本本书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

The most definitive translation available, this classic introduction includes a valuable self-contained section on quantum theory. Based on research by the great Harvard science historian Gerald Holton, it clearly explains Maxwell's and Dirac's field equations and contains a profound discussion and elegant use of the Helmholtz theorem on vector fields. Problems with solutions. 148 illustrations.

现代光电效应:从量子场论到新型器件设计 本书聚焦于探索光与物质在微观和宏观尺度上的复杂相互作用,尤其强调从基础物理原理出发,构建起连接量子力学、电磁学以及材料科学的桥梁,旨在为前沿光电子学和信息技术领域的研究人员提供一套严谨且实用的理论框架与分析工具。 本书避开了传统电磁场理论中对经典麦克斯韦方程组的冗余阐述,转而将重点放在如何利用量子场论(QFT)的视角来理解光子的本征属性,以及光子与电子、原子能级之间的非微扰耦合机制。我们深入探讨了量子电动力学(QED)在描述真空涨落、自发辐射和兰姆位移等现象中的核心地位,并将其概念推广至半导体异质结、二维材料以及超材料中的有效场描述。 第一部分:量子光与有效场论基础 本部分首先确立了理解光与物质相互作用的现代物理学基础。我们摒弃了简单的偶极近似,转而采用规范不变的量子化方法来处理电磁场。 第一章:电磁场的高阶量子描述 本章详细介绍了光子作为规范玻色子在洛伦兹规范下的量子化过程。我们着重讨论了对角化哈密顿量和选择合适的对易关系在构建可观测物理量方面的关键作用。随后,本书引入了薛定谔绘景、海森堡绘景与狄拉克绘景在描述时变量子系统中的适用性。重点分析了光场与电子波函数(特别是平面波和布洛赫波)的耦合项,如何通过微扰理论(如时间依赖微扰理论)来预测吸收、发射和散射截面。我们对费曼图在多体微扰计算中的应用进行了深入剖析,特别是在计算自能修正和粒子间相互作用势能方面的有效性。 第二章:有效介质理论与能带结构耦合 本章将视角从自由空间转向复杂材料内部。我们不再将材料视为简单的电磁常数集合,而是将其视为一个具有能带结构和动量依赖性的电子系统。核心内容是半导体中的有效质量概念的严格推导,并将其与外部电磁场梯度联系起来。重点阐述了如何利用晶体动量守恒来分析光子与电子的耦合过程,例如光子激发电子-空穴对(激子)的形成机制。我们详细分析了德鲁德模型(Drude Model)的局限性,并提出了基于Keldysh-Schwinger 形式的非平衡量子输运方程,用以描述在强光照下材料内部载流子的动态演化。 第二部分:非线性光学与超快动力学 在光与物质相互作用强度显著增加时,线性响应理论失效。本部分致力于解析超越线性的物理现象,并将其应用于先进功能器件的设计。 第三章:高阶非线性响应函数 本章从统计力学的角度,严谨推导了材料的极化强度 $mathbf{P}$ 与电场 $mathbf{E}$ 之间的非线性关系: $mathbf{P} = epsilon_0 (chi^{(1)}mathbf{E} + chi^{(2)}mathbf{E}^2 + chi^{(3)}mathbf{E}^3 + dots)$。我们详细论证了二阶非线性极化率 $chi^{(2)}$ 的张量对称性,以及它在倍频(SHG)、和频产生(SFG)中的物理意义,并讨论了在无中心对称结构(如非线性晶体)中实现这些效应的必要性。 随后,我们深入分析了三阶非线性极化率 $chi^{(3)}$,这是克尔效应(Kerr Effect)、自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)的基础。本章的核心是时间尺度的重要性:我们探讨了如何使用瞬时响应函数来处理超快激光脉冲与电子云的相互作用,从而解释了光脉冲在光纤中色散与非线性效应共同作用下的演化方程——非线性薛定谔方程(NLSE)的精确推导。 第四章:腔体量子电动力学(CQED)与受激辐射控制 本章聚焦于将光场限制在纳米尺度结构中,以极大地增强光与物质的耦合。我们分析了腔模的量子化,并区别于传统光波导中的自由传播模式。重点讨论了Purcell效应的量子起源——腔模密度(DOS)的变化如何调控原子的自发辐射速率。 我们详细研究了光子晶体(PhCs)和表面等离激元(SPs)作为有效腔体结构时的行为。对于表面等离激元,我们利用类介电函数模型来描述电子集体振荡,并计算了场增强因子。最后,本书探讨了在强耦合区域(Strong Coupling Regime),光子和电子之间的能量交换不再是单向的,而是形成极化激元(Polaritons)这一准粒子,并讨论了极化激元在玻色-爱因斯坦凝聚和新型光逻辑器件中的潜力。 第三部分:拓扑光子学与前沿器件集成 本部分将已建立的理论基础应用于对光传输路径和信息载体进行空间和时间上的拓扑保护与结构优化。 第五章:拓扑绝缘体中的光子行为 本章引入了拓扑不变量的概念,并将其应用于光子系统。我们探讨了如何设计具有拓扑边界态的材料结构,即使存在几何缺陷或局域杂质,光波也能在边缘无损耗传播。核心内容是拓扑 Chern 数在描述二维周期性结构中电磁本征模式上的应用,以及如何通过时间反演对称性或空间反演对称性的破缺来诱导单向传输。 我们详细分析了拓扑边界态的特性,特别是其对局域扰动的鲁棒性。这为设计高稳定性的光通信组件提供了新的思路,例如,如何利用这种保护机制来克服光纤连接中的损耗问题。 第六章:量子点与介观光电器件 本章讨论了纳米尺度半导体量子点(QDs)作为人造原子在光电器件中的应用。重点在于量子点能级的离散化如何带来其独特的窄带吸收和发射特性。我们利用Marcus 理论和电子-声子耦合模型来量化在不同温度下量子点辐射光子的线宽。 书中最后一部分详细探讨了光电探测器和LEDs的设计优化。这包括如何利用场增强效应来提高探测器的量子效率,以及如何通过精确调控量子点的空间排布和介质环境,实现高色彩纯度的光发射。我们对比分析了基于量子点和基于传统III-V族材料器件的性能极限,并展望了未来集成光子芯片中量子点阵列的应用前景。 本书适合高年级本科生、研究生以及从事光电子学、凝聚态物理、材料科学和应用物理学领域的专业研究人员深入研读。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

坦白说,这本书的阅读体验是相当不线性的。我感觉作者像是坐在一个知识的巅峰,俯瞰着整个电磁学体系,然后随性地抛洒下他认为重要的知识点。章节之间的逻辑衔接有时候显得非常跳跃。比如,刚读完一个关于介质极化的深入分析,下一章可能就直接跳到了电磁波的能量守恒,中间缺少了许多必要的桥梁性论述。我经常需要通过回顾前几章的定义和定理,才能理解当前章节的特定假设是如何建立起来的。让我印象非常深刻的是它对“场”这一概念的哲学式探讨,作者似乎非常执着于电磁场作为独立物理实体的地位,这在讲解相对论效应时体现得淋漓尽致。书中对洛伦兹力与电磁场张量关系的阐述,非常深刻且富有洞察力,让人领悟到电场和磁场在更高维度下是如何统一的。然而,在实用性方面,它给出的例子大多是理想化的球对称或平面波情况,当涉及到现实世界中那些充满不规则边界和非均匀介质的复杂情境时,你会发现自己手里拿着的工具箱里,缺少了最实用的扳手和螺丝刀。这本书更像是一部精美的理论地图集,而不是能够让你导航穿越实际地形的GPS。

评分

我得说,这是一本需要被“驯服”的书。它的魅力在于其无与伦比的深度和理论的完备性,但这份完备性也带来了相当的疏离感。这本书最让我感到新奇的是它对电磁场与物质相互作用中“损耗”和“色散”现象的分析。作者不仅仅停留在理想无损介质的层面,而是花了相当的笔墨去探讨如何用复介电常数和复磁导率来精确描述材料的动态响应,这部分内容在许多入门教材中往往被一带而过。那种对材料特性内在机制的挖掘,让人看到了电磁学如何渗透到材料科学的核心。然而,在图像和可视化方面,这本书几乎是零分。它完全依赖于文字和数学符号来构建读者的认知,对于那些依赖空间想象力来理解场的读者(比如我),这无疑是一个巨大的障碍。我不得不频繁地暂停阅读,转向在线模拟工具或视频教程来直观地感受那些抽象的波形和场分布,否则那些关于坡印廷矢量指向和远场近似的描述对我来说就只是毫无生气的符号串。总而言之,它更像是为已经建立了稳固基础,想要探究电磁学深层原理的进阶学习者准备的,初学者请三思而后行。

评分

对于寻求快速掌握电磁学知识的读者来说,这本书无疑是一个灾难。它的内容密度极高,阅读起来需要极大的专注力和毅力。我个人最喜欢它对“散度定理”和“斯托克斯定理”在电磁学背景下应用的详尽阐述。作者并没有将这些数学工具视为仅仅是为求解问题服务的手段,而是深入挖掘了它们在物理意义上的根本性——比如高斯定律和安培定律的积分形式如何揭示了场源和环流的内在联系。书中对电磁波在真空和理想导体中的反射与折射现象的推导过程,清晰到了极致,每一步的向量操作都标注得非常清楚,这对于理解菲涅耳公式的推导至关成了关键的突破点。但这本书的排版和插图设计简直是一种折磨。字体选择老旧,对比度不高,而且重要的公式往往挤在狭小的空间里,使得长时间阅读后眼睛非常疲劳。更要命的是,习题设置得非常怪异,有些题目简单到可以直接套用公式,而另一些则复杂到需要跨越好几个章节的知识才能勉强构建解题思路,缺乏一个平稳的难度梯度,完全考验读者的自我摸索能力。

评分

这本《电磁场与相互作用》的书真是让人又爱又恨。初次翻开时,那些密密麻麻的麦克斯韦方程组和矢量微积分公式差点让我望而却步。说实话,对于一个刚接触这个领域的学生来说,这本书的入门门槛确实有点高。作者似乎默认读者已经对高等数学和基础物理有着相当扎实的理解,很多推导过程省略得非常“简洁”,留给读者的空间实在太大了。比如在讲解边界条件和材料特性时,那种突然的跳跃感让人很不适应,仿佛作者已经把所有“显而易见”的步骤都跳过了。不过,一旦你熬过了最开始那段艰难的适应期,深入到波动方程和坡印廷矢量这些核心概念时,那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。书中对电磁波在不同介质中传播的讨论非常深入,配图虽然不多,但关键的示意图都画得很精妙,能帮助你构建起抽象的场概念模型。遗憾的是,在应用层面,尤其是在涉及现代工程应用(比如射频电路或微波器件设计)的部分,内容显得有些陈旧和不足,更偏向于理论物理的严谨性,而非工程实践的灵活性。我花了大量时间去查阅其他参考资料来补充工程实例,否则这本书读起来会非常“悬空”。总体来说,它是一部扎实的理论基石,但需要配上更具现代应用背景的辅助材料才能发挥最大效用。

评分

翻开这本书,我立刻感受到了一种扑面而来的、近乎古典物理的严谨气息。它不是那种为了迎合初学者而刻意“软化”内容的教科书,它坚持用最纯粹、最数学化的语言来描绘电磁现象。我特别欣赏作者在处理静电学和静磁学部分时的那种庖丁解牛般的分解能力。他不像有些教材那样急于求成地把电磁场统一起来,而是花了大量的篇幅,一步步地从库仑定律和安培定律出发,构建起完整的场论框架。这种“慢工出细活”的做法,虽然让前几章显得略微冗长,但对于真正想理解场是如何从基本电荷和电流中“生长”出来的读者来说,是极其宝贵的。书中关于势函数的处理尤为精彩,特别是对标量和矢量势的引入,使得后面对麦克斯韦方程组的求解变得结构化和优雅。然而,这本书在处理数值方法和计算电磁学(CEM)方面几乎是空白,这在今天这个仿真驱动的时代,确实是一个明显的短板。我期待能看到更多关于有限元法或有限差分法在求解复杂边界问题上的讨论,但很遗憾,这里只有纯粹的解析解。因此,它更像是一部为理论物理学家准备的“圣经”,而非面向电子工程师的实用手册。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有