Studyguide for Classical Electrodynamics by John David Jackson, ISBN 9780471309321 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:AIPI

作者:Cram101 Textbook Reviews

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2010-11-24

价格:USD 27.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781428842380

丛书系列:

图书标签:

• 503.Electricity.and.Magnetism
• 电磁学与电动力学
• 物理学
• 电动力学
• 经典电动力学
• Jackson
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• 高等教育
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• 电磁学
• 9780471309321

经典电动力学（Classical Electrodynamics）——理论与应用的深度探索 本书旨在为物理学、工程学及相关领域的研究人员和高级学生提供一个关于经典电动力学的全面、深入的教材。它不仅仅是对麦克斯韦方程组的简单复述，而是一部着眼于理论深度、数学严谨性以及实际物理应用相结合的权威著作。 全书结构与核心内容 本书的组织结构遵循了从基础概念到高级主题的逻辑递进路线，确保读者能够建立起坚实而连贯的知识体系。 第一部分：电静力学与磁静力学的基石 开篇部分，我们回归电磁学的基本定律——库仑定律和毕奥-萨伐尔定律。然而，本书的切入点在于如何用更强大的数学工具来处理这些定律的积分形式。 静电场的数学结构： 详细探讨了电势的概念，着重分析了泊松方程和拉普拉斯方程在求解边界值问题中的核心地位。对于各种复杂的几何构型（如平板电容器、同轴线），本书展示了分离变量法、镜像法（Method of Images）在三维空间中的精妙应用。特别是对于介质中的静电平衡态，如何正确处理界面处的电位移矢量和电场强度的边界条件，进行了细致的推导和物理图像的阐释。 静磁场的构建： 磁荷（尽管是假想的）和载流体的概念被引入后，重点转向了磁矢量势。本书深入剖析了安培定律的积分形式与磁场旋度的关系，并对磁场在不同介质中的行为进行了分析。磁偶极子矩的推导及其在宏观场论中的地位被明确确立。 第二部分：麦克斯韦方程组的完整形式与电磁波的诞生 这一部分是全书的理论核心，标志着从静态场论向动态场论的跃迁。 引入时变场： 麦克斯韦引入的“位移电流”概念被放在中心位置进行讨论，阐明了它如何解决了安培环路定律在非稳恒电流下的不一致性。在此基础上，全套麦克斯韦方程组被完整地构建出来，并强调了其在洛伦兹变换下的协变性（尽管协变性在后期的相对论章节会更系统化地阐述）。 自由空间中的电磁波传播： 对波动方程的推导是本章的重头戏。本书详细分析了平面电磁波的特性——偏振态（线偏振、圆偏振、椭圆偏振）、波阻抗以及坡印廷矢量（Poynting Vector）所描述的能量流密度。对于平面波在理想导体、良导体和电介质界面上的反射与折射问题，本书不仅给出了菲涅耳公式的推导，更重要的是，深入探讨了斯托克斯参量在描述复杂偏振态时的实际应用。 第三部分：电磁场的边界值问题与势的求解 本书致力于解决“如何找到给定源项和边界条件的特定电磁场”这一核心工程和物理问题。 规范的选取与自由度： 详细讨论了电磁场描述中冗余性带来的规范选择问题。洛伦兹规范（Lorentz Gauge）和库仑规范（Coulomb Gauge）的选取对求解过程的影响被清晰对比。特别关注了规范势的演化方程。 格林函数方法： 这是求解非齐次麦克斯韦方程的强有力工具。本书系统地介绍了格林函数的定义、性质以及在时域和频域中求解推迟势（Retarded Potentials）的应用，这对于理解电磁波的因果关系至关重要。 多极展开： 对于复杂或局域化的源，直接积分求解往往不可行。本书引入了电荷和电流的多极矩展开（单极、偶极、四极等），清晰展示了电偶极辐射场随距离衰减的规律，为理解天线辐射和高频物理提供了基础框架。 第四部分：相对论性电磁学 经典电动力学必须与狭义相对论相容。本部分将电磁学置于四维时空框架下进行重构。 四维张量与协变形式： 场强张量 $F^{mu u}$ 的引入是这一部分的关键。本书展示了麦克斯韦方程组如何被简洁地表达为张量微分方程，突显了电场和磁场在本质上是同一物理实体在不同参考系下的投影。 洛伦兹变换的直接应用： 利用四维动量和力，推导出电荷在加速运动下的电磁场分布，为后续的辐射理论打下基础。 第五部分：辐射问题与粒子动力学 本部分关注带电粒子在自身产生的场中所受的力以及辐射场的具体形式。 拉莫尔公式的推导与物理意义： 对非相对论性加速电荷的辐射功率进行了严格的推导，并讨论了其局限性。 李纳-维歇尔势（Liénard-Wiechert Potentials）： 这是描述任意运动点电荷所产生电磁场的关键工具。本书详细阐述了如何利用该势来确定辐射场随时间的变化，特别是辐射的“尖峰”特性。 相对论性辐射： 讨论了如同步辐射和康普顿散射等高能物理现象中，相对论效应如何显著改变辐射场的方向性和能谱。 自相互作用问题： 引入了阿布拉罕-洛伦兹力（Abraham-Lorentz Force），并讨论了其固有的非物理时间提前问题，从而自然引出经典理论在描述电子自相互作用时的内在困难，为量子电动力学（QED）的必要性埋下伏笔。 第六部分：辐射与介质的相互作用 此部分将理论应用于实际材料环境。 波在导电介质中的传播： 深入分析了电磁波在有限电导率介质中的衰减常数、相速度和趋肤深度，这对于射频工程和地球物理勘探至关重要。 散射理论基础： 简要介绍了瑞利散射（Rayleigh Scattering）和汤姆孙散射（Thomson Scattering）的经典模型，解释了天空为什么是蓝色的等自然现象。 全书的特点在于，每章后的习题设计精良，不仅包含大量的计算练习，更包含了许多启发性的、需要深入思考的理论拓展问题，使读者能够真正掌握并灵活运用经典电动力学的强大工具。本书的难度适中偏高，适合作为研究生阶段的课程教材或高年级本科生的进阶读物。

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对于那些像我一样，怀揣着对物理学深厚兴趣，却又在经典电动力学这座巍峨的山峰前感到渺茫的读者来说，这本学习指南无疑是登顶路上不可或缺的伙伴。它绝非一本简单的“摘要”或“翻译”工具，而是真正意义上的一种“教学辅助”工具，其价值在于它能够帮助读者构建起对原著理论体系的深刻理解。它巧妙地避开了直接呈现大量繁复的公式，转而关注于概念的形成过程，以及不同理论之间的内在联系。我曾多次在试图理解电磁势的引入及其与电场、磁场的关系时感到困惑，而这本书通过一系列生动形象的类比和逐步递进的解释，将这些抽象的概念变得触手可及。它教会我如何从宏观的物理现象出发，去推导出微观的数学表述，以及如何反过来，利用数学工具去预测和解释物理现象。这种教学方式，极大地激发了我学习的积极性，也让我体会到了电动力学理论的逻辑之美和力量。它不仅仅是学习内容的辅助，更是一种学习方法的启迪。

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对于我这样长期以来对物理学尤其是电动力学领域抱有强烈好奇心，却又常常在面对深度理论时感到力不从心的读者来说，这本学习指南简直是及时雨。它巧妙地在严谨性与可理解性之间找到了一个绝佳的平衡点。我并不是一个物理专业的科班出身的学生，但对电磁现象的运作原理充满了求知欲。Jackson 的原著固然是无可争议的经典，但其中蕴含的数学深度和概念复杂性，对于非专业背景的读者来说，确实存在一定的门槛。这本书恰恰弥补了这一不足，它以一种更为友好的姿态，将那些艰深的理论“翻译”成了更容易被大众接受的语言。它不仅仅是罗列公式，更重要的是，它尝试去解释“为什么”，去阐述每一个概念背后的物理直觉，以及它们是如何相互联系、最终构建起宏伟的电动力学理论体系的。我尤其欣赏它在解决问题时所展现出的系统性思维，它教会我如何去分析问题，如何选择合适的工具，以及如何一步步地进行推理，最终得出结论。这对于培养独立解决物理问题的能力至关重要，而不仅仅是死记硬背。

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这本学习指南的出现，简直是为我这颗被经典电动力学折磨得死去活来的心打了一剂强心针。 Jackson 的原著，我必须承认，是一本史诗般的巨著，它的深度和广度令人敬畏，但同时也像一片浩瀚的星辰大海，初学者很容易迷失方向，找不到航行的灯塔。而这本学习指南，就像一位经验丰富的向导，在我试图理解那些抽象的麦克斯韦方程组、电磁波传播的复杂性，或是那些令人头晕的相对论效应时，总能适时地伸出援手。它并没有试图去替代 Jackson 的原文，而是以一种更加平易近人、循序渐进的方式，引导我一步步地拆解那些艰涩的概念。当我第一次看到那些眼花缭乱的数学推导时，我的脑子里只有一片空白，但有了这本指南，我仿佛看到了清晰的逻辑链条，那些复杂的公式不再是冰冷的符号，而是具有生命力的物理规律的表达。它提供的各种示例，以及对关键概念的深入浅出解释，让我能够更直观地把握理论的精髓。我尤其喜欢它对一些容易混淆之处的详细辨析，那些曾经让我辗转反侧的疑点，在这本指南的帮助下，仿佛拨云见日，豁然开朗。这不仅仅是一本“参考书”，更像是一位耐心细致的导师，陪伴我度过这段充满挑战的学习旅程。

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自从我开始接触物理学，尤其是经典电动力学这个领域，就一直被 Jackson 的著作所吸引，但同时也深感其难以逾越。我常常在阅读过程中，发现自己对一些关键概念的理解总是隔靴搔痒，而那些复杂的数学推导更是让我望而却步。这本学习指南的出现，就像在漆黑的夜晚点亮了一盏明灯，指引我穿梭于浩瀚的理论海洋。它并没有试图用更简单的语言去“稀释”原著的严谨性，而是以一种更加巧妙的方式，将那些抽象的概念具象化，将复杂的数学公式可视化。它所提供的补充解释、详细的步骤分解，以及对关键概念的深入剖析，都极大地降低了学习的门槛。我特别喜欢它在讨论一些具有争议性或容易引起混淆的问题时，所展现出的清晰和条理。它不仅仅是信息的传递，更是一种思维方式的引导。它让我明白，理解电动力学，需要的不仅仅是记忆，更是对物理原理的深刻洞察和逻辑推理能力的培养。这本指南，无疑为我的学习之路提供了强有力的支撑。

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老实说，在拿到这本书之前，我对“学习指南”这个词并没有太高的期望。通常情况下，这类书籍要么过于浅显，要么只是对原著内容的简单重复。然而，这本学习指南完全颠覆了我的认知。它所呈现出的内容，其深度和洞察力，远超我的想象。它并不是简单地“消化” Jackson 的原著，而是更像一位博学的智者，在深入理解了原著的精髓后，提炼出最核心的要点，并以一种全新的视角进行阐释。它在讲解过程中，充分考虑到了读者可能遇到的困难，并提供了多种不同的理解方式和解释角度，这对于我这样在某些环节卡壳的读者来说，简直是雪中送炭。我曾花费大量时间去理解某个复杂的积分运算，但总是不得其解，直到翻到这本书中关于该部分的详细解析，才茅塞顿开。它对概念的梳理非常清晰，逻辑链条严谨而流畅，让我在阅读过程中，仿佛在进行一场智力的探险，每一次的理解都带来成就感。这本指南的价值，绝不仅仅在于帮助我“学会”电动力学，更在于它教会了我如何去“思考”电动力学。

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