電動(dòng)力學(xué)

前言

本書第一版出版至今已有多年，在這期間作者陸續(xù)收到許多讀者的來(lái)信，對(duì)本書的出版給予很大的支持和鼓勵(lì)，1988年，本書第一版曾獲得國(guó)家教委優(yōu)秀-教材一等獎(jiǎng)。所有這些都令作者感到無(wú)比欣慰，9此同時(shí)，也有很多讀者根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐指出了本書的不足之處。概括起來(lái)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是本書的習(xí)題部分偏難且沒(méi)有提示；二是本書的相對(duì)論部分引入了度規(guī)張量，增加了難度和復(fù)雜性；再就是本書的量大，內(nèi)容偏多，很難在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)把全書的內(nèi)容講完。這給許多讀者和使用本書作為教材的同行帶來(lái)不便。針對(duì)這些情--況，這次修訂時(shí)我們作了較大的改進(jìn)。首先，我們調(diào)整了部分習(xí)題，把偏難和作為內(nèi)容補(bǔ)充的習(xí)題刪除，全部習(xí)題都給出了提示或解答。其次我們重新改寫了相對(duì)論部分，刪2-了度規(guī)張量。作為教材，本書的內(nèi)容確實(shí)偏多了一些，但作者又不愿對(duì)原書的體系作重大的改動(dòng)，為此，作者除了刪除個(gè)別內(nèi)容外，采用了打星號(hào)的辦法。凡是打星號(hào)的章節(jié)，在課堂教學(xué)中都可以不講，剩下的內(nèi)容在54學(xué)時(shí)左右是可以完成的。星號(hào)內(nèi)容可以作為教師、同學(xué)的參考材料。除此之外。其他有關(guān)部分也作了適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，并盡可能把原書中的錯(cuò)漏之處作了修正。盡管如此，限于作者的水平，書中難免還有不妥之處，誠(chéng)懇地希望讀者批評(píng)指正。徐在新、倪光炯、賈起民、戴顯熹等教授詳細(xì)審閱了全部書稿并提出了許多重要的修改意見(jiàn)和建議，作者在此表示衷心感謝。本書的編寫和出版還得到了國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才培養(yǎng)基地的部分資助。

內(nèi)容概要

　　《電動(dòng)力學(xué)》是教育部“高等教育面向2l世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是面向21世紀(jì)課程教材和普通高等教育“九五”國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材?！峨妱?dòng)力學(xué)》是在原第一版的基礎(chǔ)上修訂而成的。全書系統(tǒng)地講述了經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的基本概念、基本原理以及處理電磁體系的常用方法。第一、二章闡述電動(dòng)力學(xué)的基本原理和對(duì)稱性質(zhì)；第三章至第五章討論靜態(tài)場(chǎng)，著重介紹靜態(tài)場(chǎng)問(wèn)題的各種解法；從第六章開(kāi)始轉(zhuǎn)入討論動(dòng)態(tài)場(chǎng)，第六章至第十章闡述似穩(wěn)場(chǎng)、超導(dǎo)電動(dòng)力學(xué)、電磁波傳播、波導(dǎo)和等離子體電動(dòng)力學(xué)；第十一章討論狹義相對(duì)論和四維形式的電動(dòng)力學(xué)；第十二、十三章講述電磁波的輻射、散射、衍射；第十四章介紹電磁場(chǎng)的拉格朗日函數(shù)；最后，第十五章專門介紹關(guān)于麥克斯韋理論的討論。為配合教學(xué)的需要，每章均附有一定數(shù)量的例題和習(xí)題?！　　峨妱?dòng)力學(xué)》可作為高等院校物理類、電子信息科學(xué)類以及電氣信息類等專業(yè)的教材或參考書，也可供其他專業(yè)和社會(huì)讀者閱讀。

書籍目錄

第一章 麥克斯韋方程組§1．1庫(kù)侖定律靜電場(chǎng)的散度和旋度§1．2安培定律靜磁場(chǎng)的散度和旋度§1．3法拉第定律§1．4麥克斯韋方程組和洛倫茲力§1．5介質(zhì)中的麥克斯韋方程組電磁性質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系§1．6交界面上麥克斯韋方程組的形式§1．7麥克斯韋方程組的完備性§1．8對(duì)偶場(chǎng)§1．9磁單極的奇異勢(shì)習(xí)題第二章 電磁場(chǎng)的守恒定律和對(duì)稱性§2．1電磁場(chǎng)的能量守恒定律§2．2電磁場(chǎng)的動(dòng)量守恒定律§2．3電磁場(chǎng)的角動(dòng)量守恒定律§2．4光子的自旋§2．5介質(zhì)中的電磁能量和動(dòng)量守恒定律§2．6規(guī)范不變性和磁單極的奇異弦§2．7阿哈朗諾夫一博姆(Aharonov-Bohm)效應(yīng)§2．8電荷的量子化§2．9CPT反演不變性習(xí)題第三章 導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電學(xué)§3．1靜電問(wèn)題§3．2導(dǎo)體靜電學(xué)§3．3導(dǎo)體系的能量、固有能和相互作用能§3．4靜電體系的穩(wěn)定性問(wèn)題§3．5格林互易定理§3．6導(dǎo)體表面所受的靜電力§3．7電介質(zhì)靜電學(xué)§3．8極化率的經(jīng)典微觀模型§3．9晶體電介質(zhì)§3．10介電常數(shù)增加的效應(yīng)§3．11混合物介電常數(shù)的立方根相加律§3．12關(guān)于作用在介質(zhì)上的靜電力的討論習(xí)題第四章 靜電場(chǎng)邊值問(wèn)題的解法§4．1唯一性定理§4．2鏡象法§4．3特解法§4．4格林函數(shù)法§4．5多極矩法§4．6多極矩同外場(chǎng)的相互作用習(xí)題第五章 靜磁場(chǎng)§5．1穩(wěn)定電流分布的普遍定理§5．2磁場(chǎng)的矢勢(shì)方程和邊值關(guān)系§5．3靜磁場(chǎng)的唯一性定理§5．4二維問(wèn)題§5．5旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的三維問(wèn)題§5．6磁偶極子§5．7磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)§5．8永久磁鐵在介質(zhì)中激發(fā)的磁場(chǎng)§5．9作用在磁介質(zhì)上的靜磁力習(xí)題第六章 似穩(wěn)場(chǎng)§6．1似穩(wěn)條件§6．2似穩(wěn)場(chǎng)方程場(chǎng)的擴(kuò)散§6．3線型導(dǎo)線中的電工學(xué)方程§6．4導(dǎo)體表面層內(nèi)的場(chǎng)分布趨膚效應(yīng)§6．5反常趨膚效應(yīng)§6．6地球磁場(chǎng)的起源習(xí)題．第七章 超導(dǎo)電動(dòng)力學(xué)§7．1超導(dǎo)體的電磁性質(zhì)§7．2倫敦方程§7．3超導(dǎo)體中的電流分布§7．4居間態(tài)．§7．5磁通俘獲和磁通量子化§7．6皮帕非定域理論習(xí)題第八章 電磁波的傳播§8．1電磁波在非導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播§8．2波的偏振和偏振矢量§8．3電磁波在導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播§8．4電磁波在等離子體中的傳播§8．5各向異性介質(zhì)中單色平面波的結(jié)構(gòu)§8．6電磁波在介質(zhì)面上的反射和折射§8．7全反射§8．8電磁波在金屬面上的反射和折射§8．9電磁波在非均勻介質(zhì)內(nèi)的傳播§8．10介電常數(shù)的色散定律§8．11介質(zhì)的色散模型§8．12群速度習(xí)題第九章 波導(dǎo)和諧振腔§9．1波導(dǎo)管中的場(chǎng)方程和邊界條件§9．2矩形波導(dǎo)§9．3圓柱形波導(dǎo)§9．4波導(dǎo)中的能流和能量的損耗§9．5多連通截面波導(dǎo)§9．6諧振腔§9．7諧振腔的品質(zhì)因子和本征頻率漂移§9．8諧振腔頻率的微調(diào)習(xí)題第十章 等離子體電動(dòng)力學(xué)§10．1等離子體的基本特征§10．2基本方程和廣義歐姆定律§10．3磁場(chǎng)的凍結(jié)和擴(kuò)散效應(yīng)§10．4E×B漂移和抗磁性漂移§10．5無(wú)作用力磁場(chǎng)與絲狀電流§10．6箍縮效應(yīng)§10．7電磁流體的不穩(wěn)定性§10．8等旋定律§10．9磁流體力學(xué)波和磁聲波§10．10等離子體振蕩和電子等離子體波§10．11等離子體的介電常數(shù)和朗道阻尼習(xí)題第十一章 狹義相對(duì)論和相對(duì)論電動(dòng)力學(xué)§11．1愛(ài)因斯坦的基本假定§11．2閔可夫斯基空間和洛倫茲變換§11．3相對(duì)論時(shí)空性質(zhì)§11．4物理規(guī)律協(xié)變性的數(shù)學(xué)形式§11．5麥克斯韋方程的協(xié)變形式§11．6對(duì)偶場(chǎng)張量§11．7電磁場(chǎng)的變換公式§11．8電磁場(chǎng)的不變量§11．9電磁場(chǎng)的能量、動(dòng)量和角動(dòng)量的協(xié)變形式§11．10介質(zhì)中的麥克斯韋方程的協(xié)變形式§11．1l相對(duì)論力學(xué)習(xí)題第十二章 電磁波的輻射§12．1推遲勢(shì)§12．2多極輻射§12．3多極輻射的對(duì)偶性§12．4線型天線輻射§12．5天線陣§12．6李納一維謝爾勢(shì)§12．7運(yùn)動(dòng)帶電粒子的電磁場(chǎng)§12．8非相對(duì)論運(yùn)動(dòng)帶電粒子的輻射§12．9一般帶電粒子的輻射§12．10運(yùn)動(dòng)帶電粒子輻射的頻譜分析§12．11切連科夫輻射§12．12躍遷輻射§12．13輻射阻尼和輻射角動(dòng)量損失§12．14諧振子輻射譜線的自然寬度習(xí)題一第十三章 電磁波的散射和衍射§13．1自由電子對(duì)電磁波的散射(湯姆孫散射)§13．2束縛電子對(duì)電磁波的散射偶極求和規(guī)則§13．3多電子體系對(duì)電磁波的散射§13．4電磁波在宏觀物體上的散射§13．5玻恩近似法§13．6光學(xué)定理§13．7電磁波在晶體上的衍射§13．8基爾霍夫衍射理論§13．9夫瑯禾費(fèi)衍射和菲涅耳衍射§13．10超聲波對(duì)電磁波的衍射習(xí)題第四章 電磁理論的拉氏形式§14．1作用量原理§14．2電磁場(chǎng)中帶電粒子的拉格朗日函數(shù)和哈密頓函數(shù)§14．3準(zhǔn)確到二級(jí)的帶電粒子系的拉格朗日函數(shù)§14．4電磁場(chǎng)的拉格朗日函數(shù)§14．5電磁場(chǎng)的哈密頓函數(shù)§14．6電磁場(chǎng)的量子性習(xí)題第十五章 關(guān)于麥克斯韋理論的若干討論§15．1阿伯拉罕一洛倫茲模型§15．2經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的適用界限§15．3勻速運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng)的能量、動(dòng)量的非協(xié)變性§15．4龐加萊張力張量§15．5改進(jìn)麥克斯韋理論的嘗試§15．6光子的靜質(zhì)量§15．7電動(dòng)力學(xué)和電荷守恒定律附錄一、矢量公式二、并矢公式三、曲線坐標(biāo)中的矢量微分公式四、單位制換算表五、δ函數(shù)與電荷分布六、球諧函數(shù)的常用公式七、貝塞爾函數(shù)的常用公式八、重要的物理常數(shù)(國(guó)際單位制)習(xí)題答案與提示參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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