電磁學(xué)

內(nèi)容概要

　　《電磁學(xué)（第2版）》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”項(xiàng)目：“應(yīng)用物理類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革研究”的成果之一，是面向2l世紀(jì)課程教材，同時(shí)也是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材?！峨姶艑W(xué)（第2版）》以電磁學(xué)理論的發(fā)展順序?yàn)橹骶€，介紹電磁學(xué)的基本原理、發(fā)展前沿以及在工程實(shí)際和高新技術(shù)中的應(yīng)用。《電磁學(xué)（第2版）》的特點(diǎn)是把素質(zhì)能力培養(yǎng)和基本教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，通過具體教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生尋找和發(fā)現(xiàn)問題、提出和解決問題以及應(yīng)用理論解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力，從而有利于培養(yǎng)創(chuàng)造型和應(yīng)用型人才。本次修訂在保持第一版特色的前提下，進(jìn)一步突出素質(zhì)能力培養(yǎng)與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的特點(diǎn)，例如增加了“超級(jí)電容器”等內(nèi)容。　　《電磁學(xué)（第2版）》可作為高等學(xué)校應(yīng)用物理類專業(yè)和師范院校物理專業(yè)的教材或教學(xué)參考書，也可供某些工科專業(yè)選用，或作為工科大學(xué)物理教師的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第一章 真空中的靜電場(chǎng)1.1 電荷和電荷守恒定律一、電荷及其量子化二、電荷守恒定律三、電荷的相對(duì)論不變性1.2 庫(kù)侖定律一、點(diǎn)電荷二、庫(kù)侖定律三、科學(xué)思想方法四、靜電力的疊加原理1.3 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度一、電場(chǎng)二、電場(chǎng)強(qiáng)度三、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理五、電荷連續(xù)分布的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度六、電場(chǎng)線七、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.4 高斯定理一、E通量二、高斯定理三、高斯定理的應(yīng)用舉例1.5 電勢(shì)一、靜電場(chǎng)的環(huán)路定理二、電勢(shì)差 電勢(shì)三、電勢(shì)疊加原理四、電勢(shì)參考點(diǎn)的選取原則1.6 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的微分關(guān)系一、等勢(shì)面二、等勢(shì)面的性質(zhì)三、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的微分關(guān)系四、庫(kù)侖定律與高斯定理以及環(huán)路定理的關(guān)系*五、庫(kù)侖平方反比律的重要意義閱讀材料 卡文迪許關(guān)于點(diǎn)電荷相互作用力的研究思考題習(xí)題第二章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)2.1 導(dǎo)體和電介質(zhì)2.2 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體一、導(dǎo)體的靜電平衡條件二、導(dǎo)體殼和靜電屏蔽2.3 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)一、電介質(zhì)的極化二、電極化強(qiáng)度矢量三、電介質(zhì)的極化規(guī)律2.4 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理一、電位移矢量有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理二、電介質(zhì)的性質(zhì)方程 電容率三、電介質(zhì)的擊穿四、關(guān)于D的進(jìn)一步討論2.5 靜電場(chǎng)的邊值關(guān)系一、有電介質(zhì)時(shí)的靜電場(chǎng)方程二、靜電場(chǎng)的邊值關(guān)系*三、電位移的折射定律*2.6 唯一性定理一、泊松方程和拉普拉斯方程二、唯一性定理三、唯一性定理的應(yīng)用實(shí)例*2.7 鐵電體 壓電效應(yīng)一、鐵電體二、壓電效應(yīng)2.8 電容器的電容一、孤立導(dǎo)體的電容二、電容器三、電容器的聯(lián)接四、電容式傳感器及其應(yīng)用2.9 電容器儲(chǔ)能 電場(chǎng)的能量密度一、電容器儲(chǔ)能二、電場(chǎng)的能量密度三、靜電能四、連續(xù)帶電體系的靜電能五、電荷在外電場(chǎng)中的相互作用能閱讀材料 電介質(zhì)擊穿的危害及應(yīng)用一、電介質(zhì)擊穿的一般規(guī)律二、電介質(zhì)擊穿的危害三、電介質(zhì)擊穿的應(yīng)用閱讀材料 電流變液的研究及應(yīng)用一、電流變液二、電流變液研究的近期進(jìn)展三、電流變液的應(yīng)用思考題習(xí)題第三章 恒定電流3.1 電流場(chǎng)一、電流密度矢量二、電流的連續(xù)性方程三、歐姆定律的微分形式四、焦耳定律的微分形式五、恒定電流條件*六、靜電平衡過程的弛豫時(shí)間3.2 恒定電流場(chǎng)的邊值關(guān)系一、不同導(dǎo)電介質(zhì)界面處的邊值關(guān)系二、導(dǎo)電介質(zhì)與理想電介質(zhì)界面處的邊值關(guān)系3.3 電動(dòng)勢(shì)一、非靜電力二、電動(dòng)勢(shì)三、一段含源電路的歐姆定律四、恒定電流場(chǎng)與恒定電場(chǎng)的基本規(guī)律3.4 金屬導(dǎo)電的經(jīng)典電子論一、金屬導(dǎo)電的經(jīng)典電子論的基本概念二、根據(jù)經(jīng)典電子論推導(dǎo)歐姆定律的微分形式*三、金屬的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性 經(jīng)典電子論的困難3.5 基爾霍夫定律一、基爾霍夫第一定律二、基爾霍夫第二定律3.6 逸出功 接觸電勢(shì)差一、逸出功二、內(nèi)接觸電勢(shì)差*3.7 溫差電效應(yīng)一、塞貝克效應(yīng)二、佩爾捷效應(yīng)三、湯姆孫效應(yīng)四、溫差電效應(yīng)的應(yīng)用思考題習(xí)題第四章 恒定磁場(chǎng)4.1 磁場(chǎng)一、基本磁現(xiàn)象二、電流的磁效應(yīng)三、磁場(chǎng)四、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量五、磁感應(yīng)線六、洛倫茲力七、帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)*八、非均勻磁場(chǎng)的磁約束九、地球的磁場(chǎng)156十、霍爾效應(yīng)4.2 電流的磁場(chǎng)一、畢奧一薩伐爾定律二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理三、典型電流的磁場(chǎng)4.3 勻速運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng)一、勻速運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng)（非相對(duì)論的）二、電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相對(duì)性*三、不同慣性系中電磁場(chǎng)量的變換*四、運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng)（相對(duì)論的）*五、勻速運(yùn)動(dòng)電荷間的相互作用力4.4 磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理一、磁場(chǎng)的高斯定理二、安培環(huán)路定理*三、磁矢勢(shì)與A-B效應(yīng)四、確定是否“無限長(zhǎng)”的一個(gè)原則4.5 磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)體的作用一、安培定律二、磁場(chǎng)對(duì)平面載流線圈的作用閱讀材料 對(duì)稱性原理及其在電磁學(xué)中的應(yīng)用一、對(duì)稱性二、對(duì)稱變換三、因果關(guān)系對(duì)稱性原理四、對(duì)稱性原理的應(yīng)用五、關(guān)于高斯定理和安培環(huán)路定理六、對(duì)稱性原理是更基本的規(guī)律思考題習(xí)題第五章 磁介質(zhì)5.1 磁介質(zhì)的磁化一、分子電流磁化強(qiáng)度二、磁化電流5.2 有磁介質(zhì)時(shí)磁場(chǎng)的基本規(guī)律一、磁場(chǎng)強(qiáng)度 有磁介質(zhì)時(shí)磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理二、有磁介質(zhì)時(shí)磁場(chǎng)的高斯定理三、線性磁介質(zhì)四、恒定磁場(chǎng)的邊值關(guān)系5.3 鐵磁質(zhì)一、鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律二、鐵磁質(zhì)的分類三、鐵磁性的微觀機(jī)理*四、磁滯損耗5.4 磁路一、鐵磁質(zhì)與非鐵磁質(zhì)界面處磁場(chǎng)的分布二、磁路定理三、氣隙的磁力四、磁屏蔽科學(xué)家簡(jiǎn)介 法拉第思考題習(xí)題第六章 電磁感應(yīng)6.1 電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)二、法拉第電磁感應(yīng)定律三、楞次定律四、用負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向五、負(fù)號(hào)存在的相對(duì)性和必要性六、其它科學(xué)家的工作七、標(biāo)量的方向6.2 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和洛倫茲力二、感生電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電場(chǎng)*三、變化磁場(chǎng)的無源性四、電場(chǎng)的環(huán)流五、電磁感應(yīng)與相對(duì)性原理六、電子感應(yīng)加速器的原理6.3 互感和自感一、互感二、自感三、互感與自感的關(guān)系四、線圈的順接和反接6.4 磁場(chǎng)的能量一、自感線圈的磁能二、互感線圈的磁能三、磁能密度6.5 暫態(tài)過程一、RL電路的暫態(tài)過程二、RC電路的暫態(tài)過程三、RLC電路的暫態(tài)過程*6.6 繼電器和電磁閥一、中間繼電器二、電流繼電器三、時(shí)間繼電器四、熱繼電器五、速度繼電器六、電磁閥科學(xué)家簡(jiǎn)介麥克斯韋思考題習(xí)題第七章 電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ) 電磁波7.1 位移電流一、位移電流295二、全電流7.2 麥克斯韋方程組和電磁波一、麥克斯韋方程組二、介質(zhì)的性質(zhì)方程和邊值關(guān)系三、麥克斯韋方程組的對(duì)稱性與磁單極子四、電磁波7.3 單色平面電磁波一、單色波的波動(dòng)方程二、平面電磁波*三、電磁波的能量和能量守恒定律*四、電磁場(chǎng)的動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律五、光壓六、電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形態(tài)7.4 電磁波的輻射一、電偶極振子二、電偶極振子發(fā)射的電磁波思考題習(xí)題*第八章 電磁學(xué)與當(dāng)代高新技術(shù)8.1 超級(jí)電容器一、超級(jí)電容器的容量范圍二、超級(jí)電容器的原理三、超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)四、超級(jí)電容器的性能參量五、超級(jí)電容器的主要特點(diǎn)六、超級(jí)電容器的應(yīng)用8.2 磁電子學(xué)一、磁電阻效應(yīng)二、巨磁電阻效應(yīng)三、產(chǎn)生巨磁電阻的基本原理四、巨磁電阻效應(yīng)的應(yīng)用：五、磁電子學(xué)8.3 磁光效應(yīng)一、磁光效應(yīng)的類型二、磁光效應(yīng)的物理原理三、磁光效應(yīng)的應(yīng)用8.4 等離子體一、物質(zhì)的第四態(tài)二、等離子體內(nèi)的磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)對(duì)等離子體的作用四、熱核反應(yīng)五、等離子體的約束8.5 超導(dǎo)體一、引言二、超導(dǎo)體的基本性質(zhì)三、高溫超導(dǎo)體四、超導(dǎo)材料的應(yīng)用附錄1 矢量分析提要一、標(biāo)量場(chǎng)和矢量場(chǎng)二、標(biāo)量場(chǎng)的梯度三、矢量場(chǎng)的通量和散度 高斯定理四、矢量場(chǎng)的環(huán)流和旋度 斯托克斯定理五、常用公式六、矢量場(chǎng)的類別和分解附錄2 基本物理常量習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　自從電流的各種效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)之后，由于電介質(zhì)長(zhǎng)期被作為絕緣材料，所以許多人認(rèn)為電介質(zhì)就是絕緣體。絕緣性能是電介質(zhì)的重要性能之一，也是本章的研究重點(diǎn)。但電介質(zhì)還有更多更重要的其它性能，例如熱釋電效應(yīng)、壓電效應(yīng)、電致伸縮效應(yīng)。以上效應(yīng)使得電介質(zhì)可以將熱信息、力信息、電信息互相轉(zhuǎn)換而成為重要的功能材料?！　?dǎo)體和電介質(zhì)導(dǎo)電性能上的差別是因兩者的電結(jié)構(gòu)不同。金屬原子中的價(jià)電子（最外層電子）受到原子核的吸引力較小，當(dāng)大量金屬原子組成固態(tài)金屬時(shí)，金屬原子的價(jià)電子掙脫原子核的束縛，在整個(gè)金屬內(nèi)部自由運(yùn)動(dòng)。在金屬內(nèi)部自由運(yùn)動(dòng)的電子稱為自由電子。金屬原子失去電子后成為正離子。固態(tài)金屬中的正離子排列成整齊的晶體點(diǎn)陣（或晶格）。金屬中的正離子不能作宏觀移動(dòng)，僅能圍繞各自的平衡位置作微小振動(dòng)。無外電場(chǎng)時(shí)，自由電子在晶格間作無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，并和晶格發(fā)生頻繁碰撞，自由電子的這種無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的平均速率為零，因而不會(huì)形成電流。當(dāng)金屬內(nèi)部有電場(chǎng)時(shí)，自由電子除作無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)外，還在電場(chǎng)力作用下作定向漂移運(yùn)動(dòng)形成電流，所以，金屬內(nèi)部存在大量自由電子是金屬具有良好導(dǎo)電性的原因?！　‰娊赓|(zhì)溶于水后，在溶液中形成許多正、負(fù)離子，這些正、負(fù)離子可以在溶液中自由移動(dòng)。當(dāng)有外加電場(chǎng)時(shí)，這些正、負(fù)離子在電場(chǎng)力作用下作定向漂移運(yùn)動(dòng)形成電流。存在大量可以自由移動(dòng)的正、負(fù)離子是電解質(zhì)溶液具有良好導(dǎo)電性的原因。金屬稱為第一類導(dǎo)體，電解質(zhì)溶液稱為第二類導(dǎo)體。本章僅限于討論金屬導(dǎo)體?！　〗M成絕緣體的原子中原子核對(duì)價(jià)電子的吸引力比較大，價(jià)電子不容易脫離原子，所以絕緣體中自由電荷極少，絕大多數(shù)電荷只能作在分子范圍內(nèi)的位移運(yùn)動(dòng)。這些不能作宏觀運(yùn)動(dòng)的電荷稱為束縛電荷。電介質(zhì)中自由電荷極少是電介質(zhì)導(dǎo)電性能極差的原因。為了突出電介質(zhì)的主要特征，使討論問題得以簡(jiǎn)化，忽略它的微弱導(dǎo)電性，把電介質(zhì)看成是完全不導(dǎo)電的物質(zhì)?！　?hellip;…

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