电磁定理和原理及其应用

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页数:151
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出版时间:2002-2
价格:10.00元
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isbn号码:9787810576246
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  • 电磁学
  • 电磁场
  • 电磁理论
  • 麦克斯韦方程
  • 电磁波
  • 电路分析
  • 电磁兼容
  • 应用电磁学
  • 物理学
  • 工程学
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具体描述

《电磁理论的基石:从麦克斯韦方程组到现代技术》 本书并非专注于名为《电磁定理和原理及其应用》的特定书籍,而是旨在深入探讨电磁学这一宏大而迷人的科学领域,勾勒出其核心理论、 fundamental 原理以及在现实世界中千变万化的应用图景。我们将追溯电磁学的演进历程,从早期对静电和静磁现象的零散观察,到构建起统一的电磁理论框架,再到如今其无处不在的影响力。 核心理论与基本原理的剖析: 我们的探索将从构成现代电磁学基石的麦克斯韦方程组开始。这组简洁而深刻的微分方程,将电场、磁场、电荷和电流这些看似独立的概念巧妙地联系起来,揭示了它们之间相互作用的本质。我们将详细解析每个方程所代表的物理意义: 高斯定律(电场): 阐述了电场线如何源于正电荷,终止于负电荷,以及电场通量与封闭曲面内电荷总量的关系。这一定律是理解静电场分布的基础,也为描述电荷在不同介质中的行为提供了关键工具。 高斯定律(磁场): 指出磁单极子的不存在,即磁力线总是闭合的,磁场的通量在任何封闭曲面上恒为零。这一定律深刻地揭示了磁场的性质,也对我们理解磁体的结构和行为至关重要。 法拉第电磁感应定律: 描述了变化的磁场如何产生感应电动势,从而驱动电流的流动。这是发电机、变压器等一系列重要技术的核心原理,也是连接电和磁之间动态联系的关键。 安培-麦克斯韦定律: 既包含了稳恒电流产生磁场的安培环路定律,又引入了“位移电流”的概念,揭示了变化的电场同样能够产生磁场。这一定律不仅完善了麦克斯韦方程组,更预言了电磁波的存在。 在深入理解麦克斯韦方程组的基础上,我们将进一步探讨一系列重要的电磁定理和原理,它们是理解电磁现象的有力工具: 电磁势: 引入标量势和矢量势的概念,将复杂的矢量场问题转化为标量和矢量函数的求解,大大简化了电磁场的计算。我们将讨论其与电场和磁场的联系,以及在电磁场分析中的应用。 边界条件: 在不同介质的交界面上,电场和磁场会发生变化,其变化遵循特定的边界条件。这些条件是解决实际电磁问题,如波的反射与折射、电磁波在导体表面的行为等不可或缺的。 能量守恒与动量守恒: 深入探讨电磁场中的能量密度和能流密度,以及 Poynting 矢量所代表的能量传输方向。我们将证明电磁场的能量和动量也遵循普遍的守恒定律,这对于理解电磁场的动力学行为至关重要。 电磁辐射: 阐述电荷加速运动如何产生电磁波,以及电磁波的产生、传播和接收机制。我们将分析不同类型的电磁辐射源,如偶极子辐射、天线辐射等。 现代技术的驱动力: 电磁学理论的精妙发展,直接催生并驱动了现代社会无数关键技术的进步。本书将重点展示电磁学原理在各个领域中的实际应用: 通信技术: 从无线电广播、电视信号传输,到手机通信、卫星通信,再到如今高速的Wi-Fi和5G/6G网络,电磁波的传播原理是这一切得以实现的基础。我们将讨论天线的设计、信号的调制与解调、电磁干扰的控制等关键问题。 电力系统: 发电、输电、配电和用电的整个过程都离不开电磁学的原理。发电机、变压器、电动机等核心设备的工作原理,以及电网的稳定运行、电力传输的损耗控制,都与电磁场和电磁感应密切相关。 电子学与信息技术: 集成电路、微处理器、存储器等现代电子设备的核心,都依赖于对电荷和电流在微观尺度上的精确控制。半导体物理、电磁兼容性(EMC)设计、电磁屏蔽等技术,都是保障电子设备可靠运行的关键。 光学与光电子学: 光本身就是一种电磁波。激光器、光纤通信、LED照明、光学成像设备等,都是电磁波在可见光频段应用的杰出代表。我们将探讨光与物质的相互作用,以及光在信息传递和能量转化中的作用。 医疗与成像技术: 磁共振成像(MRI)、X射线成像、超声波成像等先进的医疗诊断技术,都巧妙地利用了不同的电磁原理。它们能够无创地揭示人体内部的结构和功能,极大地提升了医疗水平。 新能源技术: 太阳能电池将光能转化为电能,风力发电机通过电磁感应将机械能转化为电能。新能源技术的突破,在很大程度上依赖于对电磁转换过程的深入理解和优化。 学习与探索的旅程: 本书旨在提供一个全面而深入的电磁学知识体系。我们鼓励读者通过严谨的数学推导和清晰的物理阐释,理解电磁理论的内在逻辑。同时,我们也会通过丰富的案例和实际应用,展示电磁学如何深刻地改变了我们的生活,以及它在未来科学技术发展中的无限潜力。本书适合对物理学、工程学有浓厚兴趣的学生、研究人员和工程师,也欢迎所有渴望了解这个构建了现代世界运行基础的科学领域的读者。

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读后感

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用户评价

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这本书如同一张地图,为我这个对电磁学领域初露端倪的探索者指明了方向。在翻阅之前,我对电磁现象的理解仅限于课本上那些抽象的公式和概念,感觉它们高高在上,难以触及。然而,这本书的出现,像一位耐心而渊博的导师,将那些看似复杂晦涩的定理和原理,层层剥离,用一种我能够理解的语言和逻辑清晰的框架呈现出来。最令我印象深刻的是,它并没有止步于理论的阐述,而是紧密结合了实际应用,让我看到了那些抽象的公式是如何在现实世界中发挥作用的。例如,在介绍法拉第电磁感应定律时,书中不仅仅解释了感应电动势的产生机理,更深入地探讨了发电机、变压器等关键技术的原理,甚至延伸到了现代社会中无处不在的无线充电技术。这种理论与实践的完美结合,极大地激发了我学习的兴趣,让我觉得电磁学不再是枯燥的学问,而是支撑我们现代科技发展的基石。每一次阅读,都像是经历了一次思维的洗礼,对世界的认知也随之更深一层。即使我之前在某些章节遇到过困惑,书中的例题分析和步骤讲解也总能及时地提供帮助,让我茅塞顿开。这本书的优点远不止于此,其排版也十分用心,图文并茂,重要的概念和公式都得到了清晰的标注,方便我反复查阅和记忆。总而言之,这本书为我的电磁学学习之旅打开了一扇新的大门,让我能够以更加系统和深入的方式去理解和探索这个迷人的领域。

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我是一名对科学世界充满好奇的学生,总是在寻找能够拓展我知识边界的书籍。《电磁定理和原理及其应用》正是这样一本让我爱不释手的书籍。它就像一本精心编织的知识网络,将电磁学中看似分散的各个知识点,通过清晰的逻辑线索,紧密地联系在一起。特别是书中对“安培定律”的阐述,让我对电流产生的磁场有了全新的认识。书中不仅仅详细介绍了安培定律的数学形式,更重要的是,它通过引入“磁感线”和“磁场强度”等概念,将抽象的磁场具象化,使得我能够更加直观地理解磁场的分布以及它与电流之间的相互作用。我非常欣赏书中关于如何利用安培定律来计算各种电流源产生的磁场强度的详细步骤和多种方法,例如使用“安培环路定理”来简化计算,以及在不同对称性条件下,如何选取合适的安培环路。这些内容不仅帮助我巩固了理论知识,更重要的是,它培养了我运用物理定律解决实际问题的能力。通过学习这本书,我不仅掌握了安培定律本身,更重要的是,我学会了如何将这个定律应用于分析和设计各种电磁器件,例如电磁铁、螺线管等,这对我未来的学习和研究都将起到至关重要的作用。

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我是一名对物理学充满好奇心的学生,尤其对电磁领域情有独钟。在选择学习资料时,我总是力求找到那些既有深度又不失趣味性的书籍。《电磁定理和原理及其应用》这本书,无疑满足了我所有的期待。它以一种引人入胜的方式,将高深的电磁学理论娓娓道来,让我感觉自己像是在进行一场智力探险。书中对安培环路定理的阐述,不仅仅停留于数学公式的推导,更是通过生动的类比和丰富的实例,将电流的磁效应以及磁场与电流之间的内在联系刻画得淋漓尽致。我特别欣赏书中关于电磁波传播部分的讲解,它将麦克斯韦方程组这一核心理论,通过层层递进的方式,从最初的电场和磁场概念,逐步过渡到电磁场的动态变化,最终揭示了电磁波存在的必然性。书中对电磁波在不同介质中的传播特性、反射、折射等现象的详细解析,让我对无线通信、雷达技术等现代科技有了更深刻的认识。此外,该书在讲解过程中,还穿插了许多历史故事和科学家的趣闻轶事,这使得原本可能枯燥的理论学习变得生动有趣,极大地提升了我的阅读体验。我发现,通过阅读这本书,我不仅掌握了扎实的电磁学理论知识,更培养了科学的思维方式和解决问题的能力。这种潜移默化的影响,对我未来的学习和科研道路都将受益匪浅。

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这本书对于我这样一位在工程领域摸索多年的实践者来说,无疑是一份宝贵的财富。我一直认为,理论知识是指导实践的灯塔,而《电磁定理和原理及其应用》正是这样一座坚固而明亮的灯塔。《电磁定理和原理及其应用》在讲解“楞次定律”时,采取了一种非常独特且极具启发性的方式。它并没有简单地将楞次定律描述为“感应电流的方向总是阻碍引起感应的磁通量的变化”,而是通过分析大量实际应用场景,例如电磁制动、感应加热、电磁炉等,深入浅出地阐释了楞次定律的物理本质和工程意义。书中详细分析了在不同情境下,楞次定律如何指导我们设计出高效、安全的电磁装置。我印象特别深刻的是,书中对于如何利用楞次定律来判断感应电流方向的技巧性讲解,提供了多种辅助方法,包括用右手螺旋定则结合磁通量的变化率,或是通过能量守恒的角度去理解。这使得原本可能令人混淆的知识点变得清晰明了,我能够游刃有余地运用它来分析和解决实际问题。这本书的价值在于,它将抽象的物理定律,通过生动具体的应用场景,转化为解决工程难题的有力武器,极大地提升了我的工作效率和技术水平。

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我是一位初学者,对电磁学的世界充满着好奇和探索的欲望。在寻找入门书籍的过程中,《电磁定理和原理及其应用》这本书无疑成为了我学习旅程中不可或缺的伙伴。它以一种极其清晰和友好的方式,将电磁学中那些看似复杂的定理和原理,一一呈现在我面前。特别是在讲述“静电场的环路定理”(即电场强度的环路积分为零)时,书中采取了一种非常直观的教学方法。它并没有直接给出数学公式,而是通过类比力的保守性,以及能量守恒的原理,来解释为什么在静电场中,电场力的功与路径无关。我非常赞赏书中通过大量生动的图示,清晰地展示了静电场力的性质,以及如何利用“静电场的环路定理”来简化电场强度的计算,尤其是在处理点电荷、带电球体等具有对称性的电荷分布时,该定理的应用显得尤为重要。书中提供的例题分析,也极大地帮助了我理解和掌握如何运用这个定理来解决实际问题。这本书让我感受到,学习电磁学并非遥不可及,而是可以变得充满乐趣和启发。

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这本书为我提供了一个全新的视角来理解电磁学的深邃奥秘。作为一个对物理世界充满求知欲的个体,我一直在寻找能够拓展我认知边界的书籍。《电磁定理和原理及其应用》在对“磁通量”概念的阐述上,给我留下了深刻的印象。书中不仅仅定义了磁通量的数学表达式,更重要的是,它通过丰富的图示和生动的比喻,将抽象的磁通量形象化,让我能够直观地理解磁力线穿过某一面积的“量”。我特别欣赏书中对于“磁通量”在法拉第电磁感应定律中的重要作用的深入剖析。它详细地解释了磁通量的变化如何引起感应电动势,以及这种关系在发电机、变压器等关键技术中的应用。书中通过大量的实例,展示了如何计算不同形状和不同磁场分布下的磁通量,以及如何分析磁通量的变化率。这些内容不仅帮助我掌握了磁通量的理论知识,更重要的是,它让我能够将这个概念应用于理解和分析更复杂的电磁现象。这本书让我体会到了物理学原理的简洁与深刻,也让我对电磁学的未来发展充满了期待。

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这本书带给我的是一种“融会贯通”的体验,它不仅仅是一本关于电磁学定理和原理的教科书,更是一本关于如何思考和解决电磁问题的指南。我尤其赞赏书中对“高斯定理”的深入剖析。在很多教材中,高斯定理往往被呈现为一种抽象的数学工具,但在《电磁定理和原理及其应用》中,作者通过大量的图示和案例,生动地展示了高斯定理在计算电场强度方面的强大威力,尤其是在处理具有对称性的电荷分布时,它的应用显得尤为简便高效。书中对“高斯定律”在静电学中的应用,从点电荷、线电荷、面电荷到体电荷的各种分布,都进行了详尽的分析,并且提供了大量的解题技巧和思路。这让我深刻理解了电场强度和电通量之间的内在联系,以及如何利用电场的性质来简化复杂的计算。此外,书中还提及了高斯定理在引力学等其他物理学分支中的类比应用,这极大地拓宽了我的视野,让我意识到物理学定律的普适性和深刻性。阅读这本书的过程,就像是在一层层地剥洋葱,每一层都隐藏着新的惊喜和更深的理解。它不仅教会了我知识,更教会了我如何去学习,如何去思考。

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这本书的独特之处在于,它将深奥的电磁学理论,以一种极其易于理解和吸收的方式呈现出来。作为一名对物理学抱有浓厚兴趣的非专业读者,我常常在阅读过程中感受到一种“豁然开朗”的喜悦。《电磁定理和原理及其应用》在阐释“毕奥-萨伐尔定律”时,采用了一种非常巧妙的教学方法。它没有直接抛出复杂的数学公式,而是从一个微小电流元所产生的磁场开始,逐步引导读者理解积分运算的必要性,以及如何通过积分将所有微小电流元产生的磁场叠加起来,从而得到整个电流体产生的总磁场。书中通过大量生动的图示,清晰地展示了电流元、距离、角度等因素如何影响产生的磁场方向和大小。我特别赞赏书中对几种典型电流分布(如直线电流、环形电流、螺线管内部电流)的磁场计算过程的详细解析,每一步都循序渐进,并且提供了许多实用的计算技巧。这些内容不仅帮助我理解了毕奥-萨伐尔定律的内在逻辑,更重要的是,它让我能够独立地运用该定律去解决一些看似复杂的问题。这本书真的让我感受到了科学的魅力,它让枯燥的公式充满了生命力。

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作为一名对科学研究有着浓厚兴趣的学生,我一直在寻找能够帮助我深入理解物理学基本原理的书籍。《电磁定理和原理及其应用》这本书,为我打开了一扇通往电磁学核心知识的大门。它以一种极其系统和严谨的方式,阐述了电磁学领域中最 fundamental 的几个定理和原理。我特别欣赏书中对“安培环路定理”的解读。它不仅仅是对数学公式的推导,而是通过对各种电流分布产生的磁场进行分析,来揭示磁场强度与环路内电流之间的内在联系。书中通过大量的图示,清晰地展示了如何选取合适的安培环路,以及如何通过积分计算来求解磁场强度。我印象深刻的是,书中对“安培环路定理”在求解均匀磁场(如长直导线、无限平面电流、螺线管内部磁场)时的应用进行了详细的分析,并且提供了许多实用的解题技巧。这些内容不仅让我对安培环路定理有了更深刻的理解,更重要的是,它培养了我运用物理定律解决实际问题的能力。通过学习这本书,我不仅掌握了安培环路定理本身,更重要的是,我学会了如何将这个定理应用于分析和设计各种电磁器件,这对我未来的学习和研究都将起到至关重要的作用。

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这本书就像一位博学的向导,带领我在电磁学的奇妙世界里进行一次令人振奋的探索。我一直对电磁现象的本质充满好奇,而这本书恰恰满足了我对深度和广度的追求。《电磁定理和原理及其应用》在讲解“洛伦兹力”时,采取了一种非常别具一格的教学策略。它并没有仅仅停留在给出“F=q(E+v×B)”这个公式,而是通过分析大量生动的实例,例如带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹,以及这些运动在实际应用中的体现,来阐释洛伦兹力的物理意义和作用机理。我印象特别深刻的是,书中对于洛伦兹力在粒子加速器、质谱仪、霍尔效应等关键技术中的应用进行了深入的探讨。它详细地解释了洛伦兹力如何精确地控制带电粒子的运动方向和能量,以及这些控制是如何实现现代科技的飞跃的。通过阅读这本书,我不仅理解了洛伦兹力本身的理论,更重要的是,我学会了如何将这个理论应用于分析和解决现实世界中的工程问题。这种理论与实践的完美结合,让我觉得学习电磁学不再是枯燥的记忆,而是对未知世界探索的乐趣。

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