Electromagnetics With Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Companies

作者:John Daniel Kraus

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-12

价格:USD 125.70

装帧:Hardcover

isbn号码:9780072356632

丛书系列:

图书标签:

• Electromagnetics
• Electromagnetic Fields
• Electromagnetic Waves
• Applications
• Engineering
• Physics
• Higher Education
• Textbook
• Antennas
• Microwaves

经典力学导论：从牛顿到拉格朗日 本书概述： 本书旨在为物理学、工程学以及应用数学等领域的学生和研究人员提供一个深入而全面的经典力学基础。我们不探讨电磁学理论及其具体应用，而是聚焦于描述宏观物体运动的基本原理和数学框架。全书结构严谨，从最基础的运动学和动力学概念出发，逐步过渡到更抽象、更强大的分析力学工具，如拉格朗日和哈密顿体系。 第一部分：基础与牛顿定律的回归 第一章：时空与运动的描述 本章首先回顾了我们对惯性参考系、时间、空间的基本认知。我们详细讨论了描述物体运动所需的数学工具——矢量代数与微积分的应用。重点阐述了位移、速度和加速度的精确定义，并引入了曲线运动中的曲率和切向加速度的概念。对于非惯性参考系下的运动描述，如旋转坐标系，我们将清晰地辨析科里奥利力和离心力的物理起源及其在动力学方程中的体现。 第二章：牛顿定律的严谨表述 牛顿三大定律是经典力学的基石。本章将对这些定律进行严格的数学和概念解析。我们不仅仅满足于“力等于质量乘以加速度”的常见表述，而是深入探讨动量和冲量的概念，特别是动量守恒定律的普适性。我们将分析各种典型的保守力场（如重力、弹簧力）和非保守力（如摩擦力），并展示如何利用这些定律构建和求解实际的动力学问题，包括单摆、简谐振动（SHM）的详细分析。 第三章：功、能与守恒定律 功和能量的概念极大地简化了许多动力学问题的求解过程。本章将建立功和动能的关系，并引入保守力与势能的概念，从而导出机械能守恒定律。我们详细讨论了势能函数的构造，以及如何利用能量方法解决复杂的、涉及变力的运动问题。此外，本节也将触及功率的概念以及能量在系统间的转化和耗散。 第四章：刚体的运动 宏观物体的运动常常涉及旋转。本章专门讨论刚体的运动学和动力学。我们引入了转动惯量（转动质量）的概念，并推导出转动中的牛顿第二定律——力矩平衡方程。角动量守恒定律将被深入探讨，并通过分析陀螺仪的进动和章动等经典案例，展示其在工程和天体物理中的重要性。 第二部分：从约束到分析力学 第五章：约束系统与广义坐标 当系统受到几何约束时，直接使用笛卡尔坐标来描述运动会变得非常繁琐。本章引入了约束力的概念，并展示了如何通过选择一组更少的、独立的坐标——广义坐标——来简化问题的描述。我们将探讨各种类型的约束（有源约束与无源约束、完整约束与非完整约束）的数学表示，为引入达朗贝尔原理做铺垫。 第六章：虚功原理与达朗贝尔原理 虚功原理是分析力学的核心出发点之一。本章系统地阐述了虚位移的概念，并证明了在平衡态下，系统所受的合力在任意虚位移上所做的功为零。在此基础上，我们推导出更具普适性的达朗贝尔原理，它能将静力学中的平衡条件推广到动力学问题，是连接牛顿力学与分析力学的桥梁。 第七章：拉格朗日力学（第一部分）：欧拉-拉格朗日方程 本章标志着分析力学的正式建立。我们引入拉格朗日函数 $L = T - V$（动能减去势能），并基于最小作用量原理（或直接基于达朗贝尔原理），推导出描述系统运动的欧拉-拉格朗日方程。通过大量实例（如双摆、约束下的粒子运动），读者将体会到拉格朗日方法在处理复杂约束系统时的巨大优势。 第八章：守恒量与诺特定理 拉格朗日力学最深刻的贡献之一在于其对守恒量的自然揭示。本章将详细讨论拉格朗日方程中“循环坐标”的概念，并精确地阐述诺特定理：系统的每一种连续对称性（如时间平移不变性对应能量守恒，空间平移不变性对应动量守恒，空间旋转不变性对应角动量守恒）都对应着一个守恒量。 第三部分：更高层次的力学框架 第九章：哈密顿力学 哈密顿力学是经典力学的最高级形式之一，它通过将系统描述从速度空间转向相空间，为深入理解物理系统的演化提供了新视角。本章将从拉格朗日量出发，通过勒让德变换引入正则坐标（广义坐标 $q_i$）和正则动量（$p_i$），构建哈密顿函数 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。随后，我们将推导出哈密顿正则方程，并分析其与牛顿方程的等价性。 第十章：泊松括号与正则变换 泊松括号是哈密顿力学中描述物理量之间关系的核心工具。本章定义了泊松括号，并展示了物理量在流下的演化（泊松方程）。随后，我们将探索正则变换的概念，即坐标和动量在保持哈密顿正则方程形式不变下的坐标变换，这是连接经典力学与量子力学（通过对易子）的关键概念。 第十一章：连续介质的力学 虽然前文集中于质点和刚体，但本章将把分析力学的思想推广到连续介质，如流体和弹性体。我们将简要介绍场的概念，并展示如何利用变分原理建立连续系统（如流体运动）的拉格朗日密度形式，这是深入研究波动现象和电磁场理论（尽管本书不涉及具体内容）的基础框架。 总结： 本书在整个叙述过程中，严格遵循从具体到抽象、从运动学到动力学、从牛顿到分析力学的逻辑递进。其核心在于提供一个全面、数学严谨的经典力学体系，重点突出拉格朗日和哈密顿表述的强大威力，为后续学习更复杂的物理理论（如场论、量子力学）奠定坚实的数学和概念基础。全书的例子和习题设计旨在巩固对抽象概念的理解，确保读者能够熟练应用这些工具解决实际的力学问题。

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这本书在涵盖范围上的广度令人印象深刻，简直可以作为我们系里所有相关课程的“总纲”。从静电场、静磁场的基础理论，到随时间变化的电磁场，再到坡印廷矢量和电磁波的辐射，它几乎没有遗漏任何一个经典电磁学的核心支柱。但正因为其“百科全书式”的特性，导致我在准备期末考试时感到力不从心。每一个章节的深度都足够支撑一门独立的选修课，但在这本书里，它们都被压缩到了几十页的篇幅内。这意味着，对于某些复杂的、需要大量背景知识才能理解的章节，比如介质中的电磁波传播和散射问题，作者只能点到为止，留下大量的“可自行推导”的空白。我个人认为，这种处理方式对于已经有扎实基础的研究生来说或许是高效的，但对于本科生群体，尤其是那些第一次接触这个领域的同学，可能会造成极大的挫败感。就好比你被要求爬一座信息量巨大的山，书里提供了所有路标，但很多路标之间的距离和难度却需要你自己去摸索，这使得学习的效率大打折扣，需要花费大量额外时间去查阅其他参考资料来填补这些“知识鸿沟”。

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这本《电磁学与应用》的教材真是让我又爱又恨，爱的是它对理论的阐述深入浅出，恨的是那密密麻麻的公式和习题简直是智力上的“马拉松”。我记得刚开始接触麦克斯韦方程组那几章时，感觉就像是进入了一个由数学构建的迷宫，每一个微分和积分都像是一个守关的巨人。作者似乎非常推崇从物理直觉出发来理解复杂的电磁现象，这对于初学者来说无疑是一条光明大道，不像有些教科书上来就直接砸一堆抽象的数学工具，让人望而却步。比如，书中对于电磁波的传播特性，通过类比声波和水波的直观图像，成功地架起了一座从宏观到微观的桥梁。然而，一旦进入到应用部分，比如射频电路设计或者波导理论，那种“爱”的感觉就开始摇摆了。应用的例子虽然贴近实际，但背后的理论推导往往需要读者自己去填补很多空白，这对我这个更偏向工程实践而非纯理论研究的人来说，确实是个不小的挑战。我花了整整一个周末，才彻底弄明白一个特定边界条件下电磁场边界条件的推导过程，那种成就感是巨大的，但付出的时间成本也让人心疼。总的来说，它更像是一个技艺高超的工匠工具箱，里面装满了精密的工具，但你需要自己学习如何使用每一个工具，才能真正打造出令人惊叹的作品。

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我不得不说，这本书的排版和插图设计简直是灾难性的，完全拖慢了我理解深层概念的步伐。看着那些黑白印刷的、比例失调的矢量图，我常常需要自己拿起纸笔，重新绘制一遍，才能真正捕捉到磁场线的空间分布形态。尤其是在讨论电磁场的能量密度和动量时，那些三维空间的矢量场图，如果不是彩色的或者清晰的剖面图，真的很容易让人混淆正负号或者方向。相比之下，那些关于亥姆霍兹方程的解法部分，虽然内容严谨，但文字描述过于冗长，缺乏清晰的步骤划分。我更喜欢那种像编程语言说明书一样的简洁明了的逻辑流程，而不是这种学术论文式的叙述方式。举个例子，关于法拉第电磁感应定律的应用案例，书里用了大段的篇幅来铺陈历史背景，虽然增加了人文色彩，但在急需掌握核心计算方法的当下，这些信息就显得冗余了。我更希望看到的是，如果一个概念如此关键，它应该有一个独立的、用粗体或颜色标出的“核心公式框”，旁边配上一个简洁的流程图，指导我们如何将其应用于实际的电磁仿真软件参数设置中去。这本教材在“讲故事”和“教工具”之间，似乎没有找到一个完美的平衡点，结果就是，理论部分过于沉闷，应用部分又显得不够直接。

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我发现在这本书的习题设计上，存在着明显的前后脱节现象。前半部分关于静电学和静磁学的习题，设计得非常经典和有启发性，它们紧密围绕着所学的基本定理，旨在巩固对高斯定律、安培定律等基础概念的理解，做完之后确实有“茅塞顿开”的感觉。然而，一旦进入到时变场和电磁波章节，习题的难度曲线陡峭得像是垂直上升。很多应用题直接要求读者基于书本上只是一带而过的概念，去解决一个需要结合多个高级数学工具（如傅里叶变换在时域和频域切换）的复杂工程问题。这让我怀疑，这些习题是不是从某个更高阶的课程中直接搬运过来的。对于一个正在努力掌握基础的读者来说，这就像是刚学会走路就被要求去参加障碍赛跑。如果作者能更循序渐进地设计习题难度，或者为那些难度较高的题目提供更详尽的解题提示或中间步骤，这本书的教学效果会大大提升。目前这种“要么很简单，要么极难”的两极分化，使得学习过程变得非常不连贯，严重影响了学习的积极性。

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这本书的语言风格，用一个词来形容，就是“冷峻的精确”。作者似乎认为，任何情感化的表达都会削弱物理定律的普适性，所以通篇读下来，几乎感觉不到任何作者的个人声音，完全是一套冰冷的、机械化的知识传递过程。这种极端的客观性在数学推导中表现得淋漓尽致，每一步的逻辑衔接都像是经过了最高精度的计算，不容许任何模糊地带。然而，这种风格在处理一些需要物理洞察力的概念时，却显得力不从心。例如，在解释电磁场对带电粒子做功的本质时，我更希望看到一些类比和思考题，引导我们去质疑和探索“为什么”电场和磁场在做功上的根本区别。而这本书只是简单地给出了数学表达式，然后快速转向下一个更复杂的应用场景。我更喜欢那些能激发我思考的教材，那些能在我脑海中“点燃火花”的文字，而不是仅仅提供一个准确的“坐标系”。读完之后，我感觉自己掌握了一套强大的计算工具，但对于电磁学背后的“美感”和“哲学”思考，却知之甚少，略显遗憾。

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