电动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:246

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出版时间:2010-2

价格:25.00元

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isbn号码:9787030267610

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• 电动力学
• 电磁学
• 物理学
• 麦克斯韦方程
• 电磁场
• 电磁波
• 高等物理
• 经典物理
• 电学
• 磁学

好的，为您撰写一份关于“电动力学”的图书简介，但这份简介将不包含“电动力学”这本书的具体内容，而是围绕该领域相关的、互补的或更基础的知识体系展开，力求详尽且自然流畅。 --- 《场论基础与经典物理的交汇点》 导言：构建现代物理的基石 本书旨在为读者提供一个深入且广博的物理学视野，聚焦于支撑现代科学大厦的两大核心支柱——经典场论与狭义相对论的精确数学框架。我们深知，理解世界运作的深层规律，必须超越孤立的粒子运动，进入到描述空间、时间与物质相互作用的统一场域视角。本书正是架设了这座桥梁，连接了自牛顿力学时代积淀下来的严谨推理，与二十世纪初物理学革命所揭示的宇宙结构。 我们不会直接深入到麦克斯韦方程组的特定应用或电磁波的具体解法，而是将重点放在其数学结构和哲学基础上。读者将通过本书，构建起一个坚实的数学工具箱，能够独立应对任何描述连续介质或场的物理模型。 第一部分：张量分析与微分几何入门 要处理涉及四维时空的物理现象，欧几里得空间的直角坐标系已显不足。本部分是理解任何先进场论的先决条件。 1. 坐标变换与不变量的追求： 我们从基础的线性代数出发，探讨如何通过正交变换来识别物理量的不变性。随后，引入广义坐标系的概念，强调物理定律必须与我们选择的描述方式无关。 2. 张量分析的语言： 详细阐述协变张量（下指标）和逆变张量（上指标）的定义、升降指标的规则，以及张量场的微分运算（协变导数）。重点阐释为什么物理定律必须以张量方程的形式表达，确保其在任何坐标系下的形式不变性。通过大量的例子，展示度规张量如何定义空间（或时空）的几何结构和距离度量。 3. 场论的微分几何视角： 初步介绍流形的概念，将物理空间视为一个抽象的数学空间。讲解微分形式（0-形式、1-形式、2-形式等）的定义，以及至关重要的外微分算子 $d$。读者将学习到，诸如梯度、旋度、散度等经典向量运算，是如何统一在简洁的微分形式框架下，为后续的格林定理和斯托克斯定理的推广奠定基础。 第二部分：经典力学向场论的升华 在建立起坚实的数学工具后，我们将回顾经典力学，但视角将完全转向拉格朗日量密度和哈密顿量密度，为引入场变量做准备。 1. 变分原理的威力： 深入探讨最小作用量原理（欧拉-拉格朗日方程的推广）。分析当系统的自由度是连续函数（即“场”）时，如何应用泛函变分来导出场的运动方程。 2. 守恒定律的根源——诺特定理（预备）： 在经典场论的框架下，详细分析连续对称性与守恒量之间的深刻联系。本书会明确区分空间平移对称性、时间平移对称性以及旋转对称性，并展示如何从拉格朗日量密度的对称性中，精确推导出能量、动量和角动量的密度形式。这为理解场的能量和动量结构提供了必要的理论框架。 第三部分：狭义相对论的几何重构 本部分将完全剥离对电磁学的直接描述，转而专注于相对论的时空结构，这是所有现代物理（包括量子场论）的通用背景。 1. 闵可夫斯基时空的构建： 从洛伦兹变换的群论性质出发，而非仅仅停留在速度叠加公式上。详细解析闵可夫斯基度规的定义和性质，定义类光锥结构（未来锥、过去锥、类空区域），并解释这些结构如何决定了因果关系。 2. 四维向量与四维矢量： 系统介绍四维动量、四维能量、四维位置等四维量的表示。通过分析光子运动，理解如何利用洛伦兹不变性来构建物理量之间的关系式，例如著名的质能关系式的几何推导。 3. 相对论中的力与能量： 考察在相对论框架下，如何修正牛顿的运动方程。分析相对论质量、相对论动量与四维力之间的关系，理解四维力与四维动量变化率的关系，这为后续分析场的能量流提供了更精确的工具。 第四部分：场论中的积分与边界条件 物理定律不仅体现在微分形式，更体现在对特定区域上的积分形式，这决定了系统如何与边界发生相互作用。 1. 推广的斯托克斯定理： 详细推导适用于高维流形上的广义高斯散度定理和法拉第定律的积分形式。重点关注如何处理场在边界上的不连续性。 2. 场源的数学描述： 引入狄拉克 $delta$ 函数和格林函数（作为特定方程的解的物理意义）作为描述点状或面状源项的数学工具。分析在存在奇异源的情况下，如何利用边界条件来确定方程的唯一解。 3. 守恒律的积分表达： 展示前面推导出的守恒量（如能量、动量）的密度形式，如何通过对时空区域的积分，转化为对边界通量的陈述。这为理解信息或能量如何在不同区域之间传递提供了清晰的路径。 结语：迈向更广阔的领域 本书提供的数学和概念工具箱，是通往量子场论、广义相对论以及凝聚态物理中复杂场模型（如液晶、超导态）的必要阶梯。通过对张量、微分形式以及相对论几何的扎实掌握，读者将能够自信地面对任何描述连续介质或相互作用场的物理理论，从而独立地探究那些依赖于时空几何和对称性原则的深层物理现象。 ---

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我必须指出，这本书在**现代应用和计算方法**的引入上显得**严重滞后**。虽然它忠实地遵循了经典电动力学的理论框架，但对于当代物理和工程领域已经成熟的数值模拟技术，例如有限元法（FEM）或时域有限差分法（FDTD）在处理复杂散射和介质问题时的应用，几乎是只字未提或者一笔带过。这使得这本书的实用价值大打折扣。现在的电动力学早已经不只是纯粹的理论推导，它与射频工程、等离子体物理、甚至是高级光学器件设计紧密相关，而这些领域的核心工具往往是建立在强大的数值计算基础上的。这本书读完后，读者或许能推导出麦克斯韦方程组的解析解，但一遇到现实中那些**不规则的几何结构**，比如复杂的波导管或隐身材料的电磁响应，便**束手无策**。它固守着纯粹理论的象牙塔，与快速发展的工程实践脱节，这对于一个旨在培养“解决问题”的工程师或研究人员的教材来说，是**一个致命的缺陷**。

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这本书的**章节逻辑推进方式非常古板和线性**，它几乎完全按照经典电磁学发展的历史顺序来组织内容，缺乏一种**以问题为导向的创新结构**。例如，它似乎认为必须先将静电场、静磁场、准静态场这三部分内容彻底讲完，才能开始讨论麦克斯韦方程组的统一性。这种“按部就班”的叙事方式，虽然在历史上有其合理性，但在教学上却显得**效率低下且容易让学生感到枯燥**。我更希望看到的是，能更快地引入麦克斯韦方程组这一核心框架，然后围绕这个框架去探讨各种情景（从静态到动态，从低速到相对论），这样可以更早地建立起物理概念的整体性。这种**过于“学院派”的、历史还原式的结构**，让读者花了大量篇幅去钻研那些在现代物理中已经不再是核心关注点的边缘细节，而对真正能激发兴趣的前沿概念，如电磁波的量子化图像的引入，却处理得过于谨慎和简略，**完全没有抓住现代读者的注意力焦点**。

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这本《电动力学》的文字实在**太过凝练**，仿佛作者把所有的精力都用在了公式推导和严谨的逻辑链条上，却忽略了我们这些初学者在知识海洋中摸索时的无助感。书里的每一个章节都像一座巍峨的高山，概念之间的跨越显得那么轻描淡写，让人感觉自己刚理解了一个微小的分支，下一秒就被抛入了更深邃的漩涡。特别是涉及到场论和相对论性效应的部分，如果没有大量的背景知识储备，读起来简直是一种煎熬。我常常需要翻阅好几本不同的参考书，才能勉强将书中的某一个小节串联起来，理解其背后的物理图像。感觉这本书更像是写给已经掌握了扎实基础的专家们，作为一本查阅和深究的工具书，而不是一本引人入胜的入门向导。它**缺乏必要的“人性化”解读**，那些隐藏在复杂数学背后的直观物理意义，需要读者自己去费力挖掘，这对于希望培养对物理学科兴趣的新一代学子来说，无疑是一个巨大的门槛。我期待的电动力学，是能将电场和磁场那**无处不在的、动态的美感**更生动地展现出来的。

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坦率地说，这本书的**排版和图示简直是一场灾难**，严重影响了阅读体验。印刷质量虽然算不上粗糙，但那些关键的矢量图和电磁波的传播示意图，印制得模糊不清，线条的粗细和方向性常常需要凑到眼前仔细辨认才能确定。更别提那些复杂的积分和张量符号，如果不是使用顶级的打印设备，很多上下标的细微差别就混淆在一起，极易造成误判。对于物理学教材而言，清晰的视觉辅助是至关重要的，它能将抽象的数学语言转化为具象的空间认知。然而，这本教材在这方面**表现得极其保守和敷衍**，仿佛所有的精力都集中在了理论的完备性上，而将“如何高效地让读者看懂”这个基本要求抛诸脑后。读起来的感觉就像是在阅读一份密密麻麻的、未经优化的早期手稿，需要读者自行在脑海中“重新渲染”每一个关键的几何关系，这极大地**拖慢了学习的节奏**，让人在面对复杂的边界条件问题时，连基础的建模都感到吃力。

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一个让我感到非常困惑的点在于作者在处理**单位制选择上的犹豫不决**。全书似乎在国际单位制（SI）和高斯/自然单位制之间摇摆不定，某些章节严格使用SI单位，推导出的公式冗长复杂，而在另一些涉及相对论效应或理论美感更强的部分，又突然切换到更简洁的自然单位。这种**不一致性**极大地破坏了阅读的连贯性。对于初学者而言，单位制是理解物理量量纲和物理意义的基础。频繁地切换，迫使读者必须时刻分心去核对 $epsilon_0$ 和 $mu_0$ 是否需要被包含在内，这极大地分散了对物理原理本身的关注。一本权威的教材应当有明确的立场，要么彻底坚持SI的工程实用性，要么彻底拥抱自然单位制的理论简洁性。这种**“两边讨好”的结果却是两边不讨好**，让读者在试图建立稳固的数学模型时，平添了许多不必要的**符号上的混乱和心智负担**，感觉作者在追求理论的“普适性”时，牺牲了教学的“明确性”。

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