大學(xué)物理學(xué)基于相對論的電磁學(xué)

前言

　　這部《大學(xué)物理學(xué)》（第三版）分為上、中（A版、B版）、下四冊，上冊含力學(xué)篇、熱學(xué)篇，中冊為電磁學(xué)篇，下冊為光學(xué)篇、量子物理篇。本書自第一版與第二版問世以來，已被多所院校用作教材。根據(jù)使用過此書的教師與學(xué)生以及其他讀者的反映，也考慮到近幾年物理教學(xué)的發(fā)展動向，本書推出第三版。第三版內(nèi)容的撰寫與修改仍延續(xù)了第二版的科學(xué)性和系統(tǒng)性的特點，保持了原有的體系和風(fēng)格，并在第二版的基礎(chǔ)上，增加、拓寬了一些內(nèi)容。　　本書內(nèi)容完全涵蓋了2006年我國教育部發(fā)布的“非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程基本要求”。書中各篇對物理學(xué)的基本概念與規(guī)律進行了正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規(guī)律和概念為基礎(chǔ)，推演出相應(yīng)的概念與規(guī)律。筆者認為，在教學(xué)上應(yīng)用這種演繹邏輯更便于學(xué)生從整體上理解和掌握物理課程的內(nèi)容?！　×W(xué)篇是以牛頓定律為基礎(chǔ)展開的。除了直接應(yīng)用牛頓定律對問題進行動力學(xué)分析外，還引入了動量、角動量、能量等概念，并著重講解相應(yīng)的守恒定律及其應(yīng)用。除慣性系外，還介紹了利用非慣性系解題的基本思路，剛體的轉(zhuǎn)動、振動、波動這三章內(nèi)容都是上述基本概念和定律對于特殊系統(tǒng)的應(yīng)用。狹義相對論的講解以兩條基本假設(shè)為基礎(chǔ)，從同時性的相對性這一“關(guān)鍵的和革命的”（楊振寧語）概念出發(fā)，逐漸展開得出各個重要結(jié)論。這種講解可以比較自然地使學(xué)生從物理上而不只是從數(shù)學(xué)上弄懂狹義相對論的基本結(jié)論?！　釋W(xué)篇的講述是以微觀的分子運動的無規(guī)則性這一基本概念為基礎(chǔ)的。除了闡明經(jīng)典力學(xué)對分子運動的應(yīng)用外，特別引入并加強了統(tǒng)計概念和統(tǒng)計規(guī)律，包括麥克斯韋速率分布律的講解。對熱力學(xué)第一定律也闡述了其微觀意義。對熱力學(xué)第二定律是從宏觀熱力學(xué)過程的方向性講起，說明方向性的微觀根源，并利用熱力學(xué)概率定義了玻耳茲曼熵并說明了熵增加原理，然后再進一步導(dǎo)出克勞修斯熵及其計算方法。這種講法最能揭露熵概念的微觀本質(zhì)，也便于理解熵概念的推廣應(yīng)用?！　‰姶艑W(xué)篇A版按照傳統(tǒng)講法，講述電磁學(xué)的基本理論，包括靜止和運動電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，介質(zhì)中的電場和磁場，電磁感應(yīng)，電磁波等。電磁學(xué)篇B版中電磁學(xué)的講法則是以愛因斯坦的《論動體的電動力學(xué)》為背景，完全展現(xiàn)了帕塞爾教授講授電磁學(xué)的思路：從愛因斯坦到麥克斯韋，以場的概念和高斯定律為基礎(chǔ)，根據(jù)狹義相對論演繹地引入磁場，并進而導(dǎo)出麥克斯韋方程組其他方程。這種講法既能滿足教學(xué)的基本要求，又充分顯示了電磁場的統(tǒng)一性，從而使學(xué)生體會到自然規(guī)律的整體性以及物理理論的和諧優(yōu)美。電磁學(xué)的講述未止于麥克斯韋方程組，而是繼續(xù)講述了電磁波的發(fā)射機制及其傳播特征等?！　」鈱W(xué)篇以電磁波和振動的疊加的概念為基礎(chǔ)，講述了光電干涉和衍射的規(guī)律。第24章光的偏振講述了電磁波的橫波特征。然后，根據(jù)光電波動性在特定條件下的近似特征：直接傳播，講述了幾何光學(xué)的基本定律及反射鏡和透鏡的成像原理?！　∫陨狭W(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)各篇的內(nèi)容基本上都是經(jīng)典理論，但也在適當(dāng)?shù)胤酱┎辶肆孔永碚摰母拍詈徒Y(jié)論以便相互比較?！　×孔游锢砥菑牟６笮猿霭l(fā)以定態(tài)薛定諤方程為基礎(chǔ)講解的。介紹了原子、分子和固體中電子的運動規(guī)律以及核物理的知識。關(guān)于教學(xué)要求中的擴展內(nèi)容，如基本粒子和宇宙學(xué)的基本知識是在“今日物理趣聞A”和“今日物理趣聞C”欄目中作為現(xiàn)代物理學(xué)前沿知識介紹的。　　本書除了5篇基本內(nèi)容外，還開辟了“今日物理趣聞”欄目，介紹物理學(xué)的近代應(yīng)用與前沿發(fā)展，而“科學(xué)家介紹”欄目用以提高學(xué)生素養(yǎng)，鼓勵成才。

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)物理學(xué)基于相對論的電磁學(xué)(第3版)》是張三慧編著的《大學(xué)物理學(xué)》第三版中冊，內(nèi)容為電磁學(xué)和光學(xué)。電磁學(xué)部分講法和“經(jīng)典”講法不同，是按“帕塞爾體系”從場的概念和高斯定律出發(fā)，并利用狹義相對論闡明了電場、磁場、電磁感應(yīng)等電磁學(xué)基本規(guī)律以及介電質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)的磁性，最后總結(jié)出麥克斯韋方程組并進而介紹了電磁波的基本性質(zhì)。光學(xué)部分在講了波動光學(xué)的光的干涉、衍射，偏振等規(guī)律之后，也講了幾何光學(xué)的基本知識。在《今日物理趣聞》欄目中介紹了一些現(xiàn)代物理前沿知識，如等離子體、超導(dǎo)電性、全息照相等?！洞髮W(xué)物理學(xué)基于相對論的電磁學(xué)(第3版)》還特別注意聯(lián)系實際，編寫了大量有趣的來自實際生活、實用技術(shù)以及自然現(xiàn)象等各方面的例題和習(xí)題。

書籍目錄

第3篇 電磁學(xué)第12章 電荷 電場 靜電場312.1 電荷312.2 場的概念612.3 電場和電場強度712.4 高斯定律912.5 利用高斯定律求幾種靜電場的分布1112.6 用點電荷電場的疊加求靜電場的分布1612.7 靜電力 庫侖定律2112.8 靜電場中的金屬導(dǎo)體23提要28思考題29習(xí)題30第13章 運動電荷的電場3313.1 電場強度的變換3313.2 作勻速直線運動的點電荷的電場3613.3 推遲效應(yīng)3913.4 靜電場對運動電荷的作用40提要42思考題43習(xí)題43第14章 電勢 電勢能4514.1 靜電場的保守性4514.2 電勢差和電勢4714.3 電勢的疊加4914.4 導(dǎo)體的電勢5314.5 由電勢求電場強度5414.6 高斯定律的實驗驗證5714.7 唯一性定理6014.8 電荷在外電場中的靜電勢能6214.9 電荷系的靜電能6414.10 靜電場的能量66提要68思考題69習(xí)題69今日物理趣聞H 大氣電學(xué)H.1 晴天大氣電場74H.2 雷暴的電荷和電場76H.3 閃電78第15章 介電質(zhì) 電容器8115.1 介電質(zhì)對電場的影響8115.2 介電質(zhì)的極化8215.3 D的高斯定律8615.4 電容器與其電容9015.5 電容器的能量9315.6 壓電晶體95提要97思考題97習(xí)題98第16章 電流與電動勢10216.1 電流和電流密度10216.2 恒定電流與恒定電場10416.3 歐姆定律10516.4 電動勢10816.5 常用電動勢源10916.6 有電動勢的電路11216.7 電容器的充電與放電11416.8 電流的一種經(jīng)典微觀圖像116提要119思考題120習(xí)題120第17章 磁場12317.1 磁場和磁感應(yīng)強度12317.2 磁場是哪里來的12717.3 勻速運動的點電荷的磁場13017.4 畢奧-薩伐爾定律13217.5 電場和磁場的相對論變換13817.6 安培環(huán)路定理14217.7 安培環(huán)路定理的推廣14817.8 變化電場產(chǎn)生磁場150提要154思考題155習(xí)題156科學(xué)家介紹 麥克斯韋160第18章 磁力16318.1 帶電粒子在磁場中的運動16318.2 霍爾效應(yīng)16518.3 磁流體發(fā)電16718.4 載流導(dǎo)線在磁場中受的力16818.5 平行電流間的相互作用力172提要175思考題176習(xí)題177今日物理趣聞I 等離子體I.1 物質(zhì)的第四態(tài)180I.2 等離子體內(nèi)的磁場182I.3 磁場對等離子體的作用183I.4 熱核反應(yīng)184I.5 等離子體的約束186I.6 冷聚變188第19章 電磁感應(yīng)19019.1 導(dǎo)體回路在磁場中運動 動生電動勢19019.2 變化的磁場產(chǎn)生電場 感生電場19419.3 互感19719.4 自感20019.5 ?RL?電路20119.6 磁場的能量202提要204思考題205習(xí)題206科學(xué)家介紹 法拉第210今日物理趣聞J 超導(dǎo)電性J.1 超導(dǎo)現(xiàn)象213J.2 臨界磁場214J.3 超導(dǎo)體中的電場和磁場215J.4 第二類超導(dǎo)體216J.5 BCS理論217J.6 約瑟夫森效應(yīng)218J.7 超導(dǎo)在技術(shù)中的應(yīng)用220J.8 高溫超導(dǎo)221第20章 物質(zhì)的磁性22320.1 物質(zhì)對磁場的影響22320.2 原子的磁矩22420.3 物質(zhì)的磁化22720.4 H的環(huán)路定理22920.5 鐵磁質(zhì)23120.6 簡單磁路236提要238思考題239習(xí)題240第21章 麥克斯韋方程組和電磁輻射24321.1 麥克斯韋方程組24321.2 加速電荷的電場24521.3 加速電荷的磁場24821.4 電磁波的能量25021.5 同步輻射25321.6 電磁波的動量25421.7 A-B效應(yīng)257提要259思考題259習(xí)題260數(shù)值表262習(xí)題答案264索引271

章節(jié)摘錄

　　第3篇　電磁學(xué)　　第12章　電荷　電場　靜電場　　電荷是基本粒子，因而也是宏觀物體的固有內(nèi)在性質(zhì)。不能再問電荷是什么，只能通過研究由它們引起的物體間的相互作用來認識它們。整個電磁學(xué)就是研究這種相互作用的規(guī)律的。電荷之間的相互作用是通過和它們相聯(lián)系的場實現(xiàn)的，因此對場的研究就成了電磁學(xué)的根本任務(wù)。本章先介紹電荷的基本性質(zhì)，然后引入電場的概念并介紹電磁學(xué)關(guān)于場的基本規(guī)律——高斯定律。接著舉例求解幾種特殊情況下的靜止電荷的電場，即靜電場的分布。之后在導(dǎo)出點電荷的電場分布后，又利用電場疊加原理求解幾種特殊的場源電荷分布的靜電場分布。然后，導(dǎo)出庫侖定律并講解靜電場對靜止的電荷的作用力。最后講述有關(guān)導(dǎo)體在靜電場中處于靜電平衡時的電場與電荷分布的規(guī)律。

編輯推薦

　　《大學(xué)物理學(xué)基于相對論的電磁學(xué)(第3版)》可作為高等院校的物理教材，也可以作為中學(xué)物理教師教學(xué)或其他讀者自學(xué)的參考書，與之配套的《學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》可幫助讀者學(xué)習(xí)。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    大學(xué)物理學(xué)基于相對論的電磁學(xué) PDF格式下載

---