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出版者:北方交通

作者:陈后金，胡健，薛健 编著

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:2003-3

价格:34.00元

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isbn号码:9787810825337

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深入理解现代物理世界的基石：电磁场与麦克斯韦方程组 图书名称：《电磁场导论：从经典理论到现代应用》 图书简介 在人类探索自然规律的宏伟历程中，物理学无疑是最核心的驱动力之一。而要真正把握现代科技的脉络，理解我们周围世界的运作机制，电磁场理论是绕不开的基石。本书《电磁场导论：从经典理论到现代应用》旨在为读者提供一个全面、深入且富含洞察力的视角，去解析支配电荷、电流、磁铁以及光波行为的基本规律——麦克斯韦方程组的精髓与威力。 我们生活在一个被电磁现象无时无刻不包围的世界中：从清晨唤醒我们的手机信号，到驱动全球互联网的微波通信；从照亮黑夜的LED灯，到精确引导导航的卫星系统；乃至于生命体内部的生物电活动，无一不根植于电磁学的基本原理之上。本书的目标，正是要剥离那些晦涩的数学外衣，清晰地展示这些自然现象背后的统一物理图像。 第一部分：静力学的坚实基础（电荷与静电场） 本书的开篇将回归电磁学的源头——静电学。我们将从库仑定律的微积分形式入手，这是构建一切电场概念的起点。但我们不会止步于简单的点电荷计算。重点在于引入电荷守恒定律和高斯定律的向量微分形式。高斯定律，作为电磁学三大基本定律之一，以其简洁的数学结构，揭示了电场源的本质。 随后，我们将深入探讨电势的概念。电势的引入，不仅简化了电场强度计算的复杂性（从矢量运算转向标量运算），更重要的是，它建立了电磁学与势能理论之间的深刻联系。我们将详细分析泊松方程和拉普拉斯方程在静电学中的应用，这些偏微分方程是解决边界值问题的核心工具，广泛应用于电容器设计、绝缘体分析等工程领域。 本部分的关键环节在于电介质的引入。物质内部的极化现象如何改变了外部电场？电位移矢量 ($mathbf{D}$) 的定义及其物理意义，是理解材料中电场行为的钥匙。通过对电介质边界条件的讨论，读者将掌握如何分析复杂结构下的静电场分布。 第二部分：磁现象的动态之美（电流与静磁场） 从静电场过渡到静磁场，我们关注的是运动的电荷——电流。本书将系统地介绍毕奥-萨伐尔定律，它是计算稳恒电流所产生磁场的基石。与高斯定律相对应，安培环路定律（在稳恒情况下）提供了一种更便捷的计算对称磁场的方法。 然而，仅靠这两种定律无法完全描述磁场。我们将引入磁感应强度 ($mathbf{B}$) 和磁场强度 ($mathbf{H}$)，并分析磁介质（如铁磁体、抗磁体）中的磁化强度 ($mathbf{M}$)。磁介质中的边界条件，特别是磁场和磁感应强度的连续性与不连续性，对于设计电感器、变压器至关重要。 本部分的高潮是对磁矢量势 ($mathbf{A}$) 的探讨。矢量势不仅是数学上的工具，更在量子力学的规范变换中展现出深刻的物理意义，为后续的电磁波理论打下了必要的数学基础。 第三部分：统一的场论——麦克斯韦方程组的诞生 本书最核心的价值体现在第三部分，即电磁学的统一性。我们将回顾法拉第的电磁感应实验，并严谨地推导出法拉第电磁感应定律。随后，引入麦克斯韦的位移电流假设——一个天才的洞察，解决了安培定律在非稳恒情况下的矛盾，并预言了电磁波的存在。 至此，我们将完整地呈现麦克斯韦方程组的微分形式——这组优雅的四条偏微分方程，是经典物理学的巅峰之作： 1. 高斯定律（电场）： $ abla cdot mathbf{D} = ho$ 2. 高斯定律（磁场）： $ abla cdot mathbf{B} = 0$ 3. 法拉第定律： $ abla imes mathbf{E} = -frac{partial mathbf{B}}{partial t}$ 4. 安培-麦克斯韦定律： $ abla imes mathbf{H} = mathbf{J} + frac{partial mathbf{D}}{partial t}$ 我们不仅会推导这些方程的物理意义，更会展示如何从这些方程中“解耦”出电磁波方程。电磁波在真空中的传播速度恰好是光速 $c$，这标志着光被统一到电磁学的框架内。对平面波的详细分析，包括其横波特性、坡印廷矢量（能量流密度）以及电磁场的偏振态，将帮助读者建立起对辐射现象的直观理解。 第四部分：电磁场的应用与现代拓展 在掌握了基础理论后，本书将引导读者进入实际应用领域，展示电磁场理论如何指导工程实践： 1. 电磁波的传播与导引： 从自由空间传播到波导管（矩形和圆形的）的模式分析。我们将探讨波导作为高频信号传输线的物理机制，并计算截止频率和传输损耗。 2. 辐射理论基础： 介绍如何利用矢量势计算特定天线（如振子、环形天线）的远场辐射方向图和输入阻抗。这是理解无线通信和雷达系统的基础。 3. 时域有限差分法（FDTD）： 针对难以解析求解的复杂结构问题，本书将介绍一种现代数值计算方法——FDTD。通过离散化的麦克斯韦方程组，读者将学会如何利用计算机模拟电磁场的动态演化，这是现代电磁兼容性（EMC）和射频电路设计不可或缺的工具。 4. 电磁兼容性（EMC）初步： 探讨电磁干扰（EMI）的来源、传播途径以及抑制方法，强调在集成电路和PCB设计中，电磁理论指导下的屏蔽、接地和滤波的重要性。 总结与展望 《电磁场导论：从经典理论到现代应用》力求在数学的严谨性和物理图像的直观性之间取得最佳平衡。本书的结构遵循了从静到动、从局域到整体的逻辑递进，确保读者能够扎实地掌握麦克斯韦方程组的每一个术语和每一条推导。本书不仅仅是一门理论课程的教材，更是一本帮助工程师和物理学家理解现代电子、光通信和电磁兼容性领域核心原理的参考手册。通过对电磁场的深入理解，读者将能更有效地设计和分析下一代依赖电磁波技术的系统。

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我是一个对事物的发展演变过程非常感兴趣的人，我喜欢追溯事物的起源，理解它们是如何一步步演变成今天的样子的。尤其是在科学技术领域，我总是想知道那些我们现在习以为常的技术，最初是如何被构思出来的，又是如何克服重重困难，最终被实现的。我希望这本书能够带我回顾那些重要的科学发现和技术突破的历程，让我理解那些基本概念和理论是如何在历史的长河中逐渐形成和完善的。我不是一个死板的理论学习者，我更喜欢那种能够结合历史背景和实际应用来讲解知识的书籍。我希望这本书能够让我感受到科学的魅力，理解科学家们探索未知世界的智慧和勇气。我希望通过这本书，我能够对这个领域有一个更宏观、更深刻的认识，并且能够从中获得一些启示，思考未来的发展方向。

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我最近对很多工程领域都产生了浓厚的兴趣，尤其是那些涉及到信息处理和系统构建的内容。我发现，很多技术难题的解决，最终都回归到了对基本原理的深刻理解。我希望这本书能够为我打开一扇通往这些领域的大门，让我能够更清晰地认识到这些技术是如何运作的，以及它们背后是如何被设计的。我一直相信，扎实的理论基础是进行创新和解决复杂问题的基石。如果这本书能够提供严谨的推导过程，并且清晰地阐述每个概念的由来和意义，那对我来说将是莫大的帮助。我喜欢那种能够让我“学以致用”的书籍，不仅仅是停留在理论层面，更能让我将所学知识应用到实际的工程问题中。我希望能通过这本书，提升我的分析能力和解决问题的能力，并且能够为我未来的学习和工作打下坚实的基础。我希望这本书能够成为我学习道路上的一个得力助手。

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我一直对那些能够“看见”事物本质的学科充满了好奇，那些能够将纷繁复杂的现象归结为基本规律的学问，总是让我着迷。我个人认为，很多领域的发展，从最基础的层面去理解，往往能够获得更深刻的认识。我希望这本书能够帮助我揭开一些表象的神秘面纱，让我看到那些隐藏在现象背后的运作机制。我并不是一个科班出身的学生，很多理论知识对我来说是全新的，但我有强烈的学习意愿和求知欲。因此，我更倾向于那些能够从零开始，或者至少是能够提供充分铺垫的教材。我希望这本书能够引导我一步步地理解那些核心概念，并且能够在我遇到困惑时，提供清晰的解答。我希望它能够激发我的思考，而不是让我被动地接受信息。一本好的书籍，应该能够点燃读者的好奇心，并且引导他们去探索更广阔的知识领域。我正在寻找这样一本书，希望它能成为我学习旅程中的一个重要里程碑。

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我最近在寻找一本能够系统性地讲解某个领域基础知识的书籍，我的工作内容涉及到了很多需要处理和分析数据的环节，而我一直觉得自己在基础理论方面有所欠缺。我希望这本书能够帮助我构建起一个扎实的知识体系，能够从根本上理解那些我平时工作中接触到的各种工具和算法背后的原理。我不是那种喜欢死记硬背的人，我更看重的是理解，是能够举一反三、触类旁通的能力。所以，这本书如果能提供清晰的逻辑脉络，用通俗易懂的语言解释复杂的概念，并且通过恰当的例子来加深理解，那对我来说就太有价值了。我希望它能够像一位经验丰富的导师，循序渐进地引导我，而不是一上来就抛出大量的专业术语，让我无从下手。当然，如果书中还能提供一些解决实际问题的思路和方法，那就更完美了。我一直在寻找那种能够真正解决我实际困惑的书籍，而不仅仅是理论的堆砌。这本书在书架上静静地躺着，似乎在召唤着我，我希望它真的能成为我解决问题的钥匙。

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我最近在寻找一本能够帮助我提升编程和算法能力的参考书。我发现，很多时候，理解一些底层原理对于优化代码和设计高效算法至关重要。我希望这本书能够帮助我深入理解一些核心的数学概念和理论，并且能够将这些理论与实际的计算机科学应用联系起来。我喜欢那种能够提供清晰的证明过程，并且能够解释每一个步骤的意义的书籍。我希望它能够帮助我建立起严谨的数学思维，并且能够让我更好地理解那些复杂的算法和数据结构。我希望通过这本书，我能够提升我的编程能力，并且能够设计出更优秀、更高效的程序。我希望这本书能够成为我在算法和理论学习路上的一个重要指引，帮助我不断进步。

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我一直对声音、图像以及它们是如何被采集、传输和处理的充满了好奇。我感觉这背后蕴含着很多有趣的科学原理和工程技术。我希望这本书能够为我揭示这些背后的奥秘，让我能够更深入地理解我们周围的世界是如何通过各种“信号”来交流和传递信息的。我喜欢那些能够将复杂的理论用简洁明了的方式表达出来的书籍，并且能够提供一些相关的应用案例，让我能够看到这些理论在现实生活中的价值。我希望这本书能够拓展我的视野，让我对信息科学和通信技术有更深刻的认识，并且能够激发我对相关领域进一步学习的兴趣。我希望这本书能够带给我一种“哇，原来是这样！”的顿悟感，让我对这个充满奇妙信号的世界有更深入的理解。

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我最近在工作中遇到了一些瓶颈，感觉自己在处理一些复杂问题时，缺乏系统性的思维方式。我经常会陷入细节，而忽略了整体的结构和逻辑。我希望这本书能够帮助我建立起一种更全面、更系统的分析问题的能力，让我能够从宏观的角度去把握事物的本质。我喜欢那种能够教会我“如何思考”的书籍，而不是仅仅提供“答案”。我希望这本书能够提供一些通用的方法论，让我能够将这些方法应用到各种不同的场景中。我希望它能够帮助我提高我的逻辑思维能力和抽象思维能力，让我能够更清晰地认识事物的内部联系和发展规律。我希望这本书能够成为我提升自我、解决实际工作问题的有力工具，让我能够更从容地应对各种挑战。

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我最近在准备一项重要的考试，这项考试涉及到的知识面非常广泛，其中有很多关于数学模型和信号分析的内容，这是我一直以来都觉得比较薄弱的环节。我希望找到一本能够帮助我系统性地梳理这些知识点，并且能够提供大量练习题来巩固和检验学习效果的书籍。我个人比较注重学习的效率，所以如果这本书能够做到重点突出，难点解析到位，并且有清晰的解题思路指导，那我会觉得非常满意。我需要的是那种能够帮助我快速掌握核心知识，并且能够自信地应对考试的书。我希望这本书能够成为我在备考期间的“秘密武器”，能够帮助我攻克那些棘手的知识点，并且在考试中取得好成绩。我希望这本书能够带给我一种“豁然开朗”的感觉，让我觉得那些曾经让我头疼的数学公式和信号模型，如今都变得清晰可见。

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我最近在考虑跨专业学习一些新的领域，我发现很多新兴的技术和研究方向都离不开对某些基础理论的深入理解。我希望这本书能够为我提供一个坚实的基础，让我能够顺利地过渡到更专业的学习中去。我通常需要大量的图示和实例来帮助我理解抽象的概念，所以我希望这本书能够在这方面做得比较出色。我希望它能够用生动形象的方式来解释那些复杂的数学模型和物理过程，让我能够更容易地将理论与实际联系起来。我是一个比较喜欢钻研的人，如果这本书能够引导我进行更深入的思考，并且提供一些拓展阅读的建议，那我将不胜感激。我希望这本书能够成为我进入新领域的一个“敲门砖”，让我能够自信地迈出第一步，并且能够为我后续的学习打下良好的基础。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，简洁的蓝白色调，一个抽象的信号波形若隐若现，给人一种科技感和专业感。翻开扉页，书的纸张质量感觉不错，触感温润，字迹印刷清晰，排版也比较合理，不会显得拥挤，阅读起来应该会比较舒适。我尤其喜欢那种能让人沉浸其中的设计，这本书似乎有那个潜力。它不像那种厚重到让人望而却步的百科全书，也没有那种过于花哨、缺乏实质的装帧。感觉作者在细节上花了不少心思，这一点对于一本技术类的书籍来说，是很重要的，毕竟我们读这本书是为了学习知识，良好的阅读体验能够极大地提高学习效率和兴趣。我在书店里随意翻了几页，里面的图示看起来也很精致，不是那种粗糙的示意图，而是清晰、准确，并且带有一定的美感。这让我对后续的学习内容充满了期待，我希望它能像它的封面和内页一样，带给我一场知识的盛宴，而不是一场视觉的疲劳。这本书是否能真正地帮助我理解那些复杂的概念，并且在我的学习之路上起到导引作用，这一点我还在观察，但初步印象是积极的。

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亲爱的唐东~

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总共十章只考三章，好评。

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亲爱的唐东~

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