近代电磁理论 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:龚中麟

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2010-5

价格:65.00元

装帧:

isbn号码:9787301157879

丛书系列:中外物理学精品书系

图书标签:

物理
电磁理论
电磁学
麦克斯韦方程
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电磁场
电磁波
高等教育

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具体描述

《近代电磁理论(第2版)》系统地讲述应用电磁理论的基本理论，着重选择与近代进展及应用密切相关的难度较高的问题，第二版新增内容占近半篇幅，第一章介绍电磁场的基本定理，第二章为电磁介质及平面电磁波理论，对于平面电磁波在复杂媒质中的传播作了全面论述，包括各向异性介质、超导体、手征介质、负电磁常数人工媒质和非均匀介质及射线方法等现代论题，第三章讲述导波理论，对于金属管波导、光纤有详细论述，在周期传输结构一节中增补了电磁波在晶格点阵中的传播及电磁带隙结构等内容，第四至六章为辐射、散射和衍射理论，着重论述积分方程方法，含有较多高难度问题，增补了天线阵的基本理论、T矩阵方法、地波绕地球表面传播及衍射的高频渐近理论等内容，附录中除汇集常用的数学公式外还对电磁学的单位制作了较详细的讲解。《近代电磁理论(第2版)》可作为理工科高等院校电子学与信息系统、通信、应用物理和工程物理等专业“电磁理论”等有关研究生课程的教学参考书，对于在相关领域内工作的研究人员和工程技术人员，《近代电磁理论(第2版)》也是一本有用的参考书。

深入解析近现代电磁学的基石与前沿一部全面梳理经典电磁理论，并探究其在现代科技中应用的权威著作导言：从麦克斯韦的统一到信息时代的驱动力电磁学，作为物理学四大基本相互作用之一，其理论的建立与发展，不仅彻底颠覆了人类对物质世界和能量传输的认知，更直接催生了我们所处的电子信息时代。自詹姆斯·克拉克·麦克斯韦构建起完整的经典电磁场理论框架以来，这一学科便成为连接基础科学研究与工程技术实践的桥梁。本书并非着眼于对麦克斯韦方程组的重复性阐述，而是选择了一条更具深度和广度的路径：系统地剖析经典电磁学在数学、物理概念以及实际应用中遇到的挑战、演化路径，以及如何为更前沿的领域奠定不可动摇的理论基础。我们将着重探讨电磁场理论如何被拓展和深化，以应对从微观量子效应到宏观天体物理尺度下的复杂现象。第一部分：经典电磁学的精微重构与数学基础的深化本部分旨在超越教科书式的描述，深入探究支撑麦克斯韦理论的数学结构，并检视这些结构在不同坐标系和边界条件下的内在一致性与独特性。 1. 矢量分析与微分几何的视角：我们首先从高等数学工具的视角，对电磁场进行严谨的重构。重点分析亥姆霍兹分解定理（Helmholtz Decomposition Theorem）在电磁学中的物理意义，它如何清晰地分离出保守场分量和无旋场分量，从而简化对复杂场分布的分析。本书将详尽讨论在曲线坐标系（如球坐标系、柱坐标系）下，如何正确处理梯度、散度和旋度的张量形式，尤其是在处理涉及非均匀介质界面时的挑战。 2. 波动方程的深层解析与能流理论：波动方程是描述电磁场传播的核心，但其解的复杂性往往被简化处理。本章将深入分析时域和频域波动方程的精确解法，包括格林函数（Green's Function）在求解具有任意边界条件和源分布问题中的应用。更重要的是，我们将详尽阐述坡印廷矢量（Poynting Vector）的物理内涵，不仅仅是瞬时能量流，而是其时间平均值如何揭示电磁系统中能量的真正去向和耗散机制。 3. 物质与场的相互作用：本构关系与色散现象：电磁场与物质的耦合是实际应用的关键。本部分超越了简单的线性介质假设，探讨了非线性电磁响应（如克尔效应、普克尔斯效应）的微观机理。重点分析介质的电导率、磁导率以及介电常数随频率变化的复杂本构关系——即色散现象。通过对洛伦兹模型和德拜模型的深入探讨，我们揭示了微观粒子运动如何宏观地影响电磁波的传播速度和衰减特性。第二部分：电磁场理论的边界拓展与新物理的萌芽经典理论在特定极端条件下会显露出局限性。本部分聚焦于如何将经典电磁学拓展到需要考虑量子效应或相对论效应的领域。 1. 相对论性电磁场理论的统一：狭义相对论对电磁学的统一性提供了最优雅的证明。本章不再停留于洛伦兹变换对电场和磁场的简单转化，而是构建电磁场张量 ($F^{mu u}$)，并展示麦克斯韦方程组如何在四维时空下展现出其协变形式。我们将讨论在高速运动电荷和磁体系统中，电场和磁场如何不可分割地相互依赖，以及磁单极子在理论框架中缺失的意义。 2. 辐射理论的精确化：偶极子、多极子与同步辐射：电磁辐射是电磁学最重要的预测之一。本书将细致分析不同类型天线（如偶极子、环形天线）的远场辐射模式，并使用拉莫尔公式（Larmor Formula）精确计算加速电荷的总辐射功率。对于高能物理中的同步辐射和轫致辐射，我们将采用四维矢量势和频率依赖的谱密度分析，精确预测其电磁波谱的特性。 3. 介观尺度下的电磁现象：趋近量子论的边缘：在纳米尺度下，电磁场的行为开始受到量子力学的影响。我们探讨了表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）的激发机制，这是光与自由电子集体振荡的耦合现象。此外，书中还将引入近场光学理论，分析卡西米尔效应（Casimir Effect）作为零点能场对宏观力的体现，展示了经典电磁场理论如何与量子场论发生交汇。第三部分：电磁场在现代工程与前沿科技中的应用范式转变理论的价值在于指导实践。本部分着眼于当代工程领域中，电磁场理论如何被重新应用和优化，以解决高频、高精度和复杂环境下的挑战。 1. 电磁兼容性（EMC）与屏蔽设计：随着设备集成度的提高，电磁干扰（EMI）成为核心问题。本书将提供一套系统的EMC分析方法，包括传输线理论在高速电路板上的串扰分析，以及屏蔽体的设计原理。重点讨论了法拉第笼的设计优化，如何通过吸收材料和反射材料的复合结构，实现对特定频段电磁波的高效抑制，这超越了简单的导电材料覆盖。 2. 超材料（Metamaterials）与负折射率：这是当代电磁学研究的前沿领域。我们将详细介绍超材料的基本结构单元——谐振环单元（Split-Ring Resonator, SRR）和交叉偶极子（Cross-Dipole）。通过对这些人工结构的等效参数建模，我们解释了如何实现天然材料无法企及的负介电常数 ($epsilon < 0$) 和负磁导率 ($mu < 0$)，从而实现负折射率成像和电磁隐身斗篷的基本理论构架。 3. 复杂介质中的电磁波反演与成像：在医学成像（如射频消融）和地球物理勘探中，电磁波在非均匀、各向异性介质中的传播与散射是一个难题。本章引入迭代方法和数值求解技术（如有限元法 FEM），用于精确反演地下介质的电导率分布。重点讨论了时间反演（Time Reversal）技术在聚焦和波场重构中的强大潜力。结语：理论的生命力在于持续的挑战本书旨在为读者提供一个坚实、深入且富有前瞻性的电磁学视角。我们相信，理解电磁理论的深刻内涵，不仅是掌握一套物理定律，更是掌握一种分析复杂物理系统的强大思维工具。未来的电磁学研究将继续在微纳尺度、高频动态和跨学科交叉领域，不断拓展我们对“场”这一基本概念的认知边界。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本书时，我产生了一种强烈的时代感和历史厚重感，尽管它的内容是关于现代理论的，但其论述方式却带着一种古典的严谨和对基础的尊重。作者在介绍一些经典实验，比如法拉第的感应实验或者赫兹的验证工作时，描述得极其生动，仿佛能让人置身于那个科学探索的黄金时代。他没有仅仅将这些实验当作历史脚注，而是深入分析了当时实验条件的限制以及这些实验结果如何有力地支撑了理论的建立。这种对科学史的尊重，使得原本枯燥的物理定律背后，充满了人类智慧的火花和探索的艰辛。阅读过程中，我发现书中引用了大量的早期文献和奠基人的原话，这使得理论的阐释多了一层人文色彩。它提醒我们，每一次公式的诞生都不是空中楼阁，而是无数次失败、争论和深刻洞察的结晶。这种对历史脉络的清晰勾勒，让我对电磁学这门学科的内在逻辑和发展路径有了更深层次的理解和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的作者在逻辑梳理和知识体系构建上的功力，简直到了令人发指的地步。它不是那种零散地堆砌公式和定律的教科书，而是一部结构严谨的理论“建筑”。作者似乎深谙读者在学习物理理论时最容易产生困惑的那些“断层点”，并提前铺设好了稳固的桥梁。比如，当引入麦克斯韦方程组的微分形式时，他并没有急于展示那些复杂的偏微分方程，而是先用了一整章的内容，极其耐心地回顾了矢量分析中散度和旋度的物理意义，以及它们在流体力学和势场理论中的应用背景。这种“溯源”式的讲解，使得当我最终面对那些最终形式的方程时，它们不再是突兀的符号组合，而是自然推导出的必然结论。整本书的叙事节奏把握得极好，理论的引入层层递进，由浅入深，绝不让人有被“灌输”的感觉。每当你感觉思维稍有松懈时，作者总会适时地抛出一个深刻的洞察或者一个巧妙的类比，瞬间将你的注意力重新拉回主题，让你不禁拍案叫绝，深感“原来如此！”这种行云流水的讲解方式，极大地降低了理解高深理论的心理门槛。

评分☆☆☆☆☆

这本书在习题设计上简直是良心到让人“又爱又恨”。我必须承认，我为了弄懂其中几个章节，不得不花费大量时间在演算上，但这无疑是巩固知识最有效的方式。习题的难度梯度设计得非常巧妙，初期的几组练习更多是检验对基本概念和公式的熟练运用，通常只需要代入和简单的代数变换就能得出结果，这让人很有成就感。然而，越往后走，习题的综合性就越强，它们往往不再是单一概念的应用，而是需要将不同章节的知识点（比如边界条件、复变函数分析和坡印廷矢量）融会贯通才能求解的“综合战役”。更绝妙的是，有些习题的设置明显是引导读者去探索一些教材中未曾详述的边缘情况，比如在特定几何结构下的场分布问题，或者是非均匀介质中的近似解法。做完这些题，我感觉自己不是在应付考试，而是在参与一场智力上的“探险”，每一次成功解出都伴随着思维边界的拓宽，这才是真正有价值的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，远超我预期的专业教材水准，它更像是一部学术专著的浓缩精华。我在阅读其中关于电磁波在各向异性介质中传播的那一章时，深切体会到了这一点。作者不仅详尽地推导了本征波的特性、相位速度与群速度的区分，还非常罕见地引入了 Jones 矩阵和 Mueller 矩阵在描述偏振态演化中的应用。对于很多标准教材可能一带而过或者仅作简要介绍的内容，这里却提供了详实的推导过程和实际的案例分析，甚至还探讨了这些工具在光纤通信和遥感技术中的前沿应用。更让我惊讶的是，书中对于“理想化”模型与“真实世界”现象之间的差异讨论，展现了作者深厚的工程实践背景。他会明确指出，在某些高频情况下，传统模型忽略的趋肤效应或边界条件的不完全性，会对最终的计算结果产生多大的偏差。这种对理论局限性的坦诚剖析，使得这本书不仅是知识的传授者，更像是一位经验丰富的老前辈在传授“如何科学地思考问题”的真谛。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计确实是下了一番功夫的，硬壳封面摸起来很有质感，那种微微泛着光泽的深蓝色调，让人联想到实验室里那些精密仪器的金属光泽，一下子就抓住了我的眼球。内页的纸张选得也很好，不是那种廉价的雪白，而是略带米黄的暖色调，长时间阅读下来眼睛不容易疲劳，这点对于一本内容如此深奥的专业书籍来说，简直是福音。更值得称赞的是，书中的图表和公式排版简直是艺术品。那些复杂的矢量分析图，用墨线勾勒得清晰锐利，每一个箭头、每一个坐标轴都标注得一丝不苟，仿佛是印刷厂里最顶尖的技师手工绘制的。尤其是一些三维电磁场的示意图，立体感极强，即使是初次接触这些概念的人，也能通过视觉直观地感受到磁力线的流动和电势的分布。这本书的排版风格非常严谨，章节之间的过渡自然流畅，小标题的运用也恰到好处地引导着读者的思路，让人在浩瀚的理论海洋中不会迷失方向。这种对外在形态的极致追求，无疑是对其内在知识体系的一种尊重和烘托，让我拿到手就有一种“这是一本值得珍藏的经典”的预感。

评分☆☆☆☆☆