Absolute Measurements in Electricity and Magnetism pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Nabu Press

作者:Andrew Gray

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2010-2-22

价格:USD 34.75

装帧:Paperback

isbn号码:9781144872432

丛书系列:

图书标签:

• Electricity
• Magnetism
• Measurements
• Physics
• Engineering
• Electrical Engineering
• Electromagnetism
• Units
• Absolute System
• Scientific Instruments

好的，这是一本关于电磁学领域经典教科书的详细简介，它侧重于理论基础、实验技术以及现代应用的深度探索，完全不涉及《Absolute Measurements in Electricity and Magnetism》这一特定书目。 --- 《电磁场与波：理论、应用与前沿进展》 图书简介 本书旨在为物理学、电子工程、应用数学以及相关领域的高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供一套全面、深入且兼具严谨性的电磁学学习资源。它不仅仅是对经典麦克斯韦方程组的陈述与演绎，更是一次从基本原理出发，横跨理论构建、数学工具应用、实验验证方法论，直至现代高频与光学领域应用的系统性探索。 本书的结构经过精心设计，旨在实现理论的平滑过渡与知识体系的深度构建。全书分为四大核心部分，共计十六章，每一部分都承载着特定的教学目标和知识模块的整合。 第一部分：静电场与稳恒电流的几何基础 本部分聚焦于电磁学的基石——静电学。我们从库仑定律和电荷守恒原理出发，迅速引入电场强度、电位移场等核心概念。详尽阐述了高斯定律在不同对称性问题中的应用，这是解决复杂静电问题的关键工具。随后，本书深入探讨了电势的数学结构，包括拉普拉斯方程和泊松方程的理论框架。我们不仅展示了这些偏微分方程的求解方法（如分离变量法、格林函数法），还特别强调了在非均匀介质和边界条件约束下的物理意义。 电介质的引入是本部分的重要内容。详细分析了极化现象、电容的微观和宏观描述，并阐述了在非线性介质中电场与极化强度的复杂关系。最后，本部分通过对导体内稳恒电流场的分析，引入了电流密度、电阻率的微观机制，并详细讨论了欧姆定律在不同尺度下的适用性与局限性，为后续的磁场分析奠定坚实的电场基础。 第二部分：磁场动力学与物质响应 进入第二部分，我们开始探索磁现象。从毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律出发，本书系统地推导了磁感应强度、磁场强度和磁化强度的定义及其相互关系。不同于仅仅罗列公式，本书致力于解释磁矩产生的微观根源，详细对比了顺磁性、抗磁性和铁磁性物质在外部磁场下的行为差异，并引入了磁畴理论来解释宏观现象。 磁矢量势的引入，为后续的电磁波理论构建了重要的数学桥梁。我们深入探讨了在静态和准静态条件下的磁场计算方法，特别是对于复杂几何结构（如螺线管、环形电流）的磁场分布分析。此外，洛伦兹力的全面讨论，不仅涵盖了对运动电荷的作用，也延伸至对电流元和导体的作用力，为电磁学在粒子加速器和磁悬浮技术中的应用提供了理论支撑。 第三部分：时变场、麦克斯韦方程组与电磁波的产生 本部分是全书的理论高潮，核心在于对法拉第电磁感应定律和麦克斯韦修正项（位移电流）的整合，最终形成完整的麦克斯韦方程组。本书强调了方程组的守恒性意义，并利用散度和旋度形式，清晰地展示了电场与磁场的内在耦合机制。 在推导出亥姆霍兹方程和波动方程后，我们详尽分析了自由空间中无源、无耗散电磁波的传播特性。对波速、波长、波数、相位常数和传播常数的精确定义与计算贯穿始终。随后，我们进入到各向异性、非均匀介质中的波传播问题，包括波的反射与折射（基于菲涅尔公式的深入推导）、偏振态的演化（线性、圆偏振、椭圆偏振的定量描述）。 为应对实际工程中的复杂边界，本书专门辟出章节详细讨论了坡印廷定理及其在能量流密度、功率传输分析中的应用，并引入了本征阻抗的概念。最后，本部分通过对导波管（矩形和圆柱形）中模式的分析，展示了电磁波在约束条件下的传播规律，为微波工程打下坚实基础。 第四部分：辐射理论与现代应用前沿 第四部分聚焦于电磁场理论在实际辐射源分析中的应用，以及对更广阔应用领域的初步探讨。我们从矢量势的推导出发，重点分析了偶极子辐射（包括电偶极子和磁偶极子）的远场特性，包括辐射功率、方向图的构建与理解。随后，我们扩展到更复杂的阵列辐射、导线辐射以及散射理论的基本概念。 在应用层面，本书提供了对当前前沿研究方向的概览： 1. 史密斯圆图与阻抗匹配： 详细介绍了史密斯圆图的构造原理、反射系数、回波损耗等参数的读取与转换，并提供了多端口网络中阻抗匹配的系统方法。 2. 介质光学： 探讨了光的波动性质，特别是折射率的频率依赖性（色散），以及对不同光学元件（如透镜、光纤）的电磁场分析。 3. 电磁兼容性（EMC）基础： 简要介绍了辐射、抗扰度、屏蔽的基本概念，强调了高频设计中交叉干扰和串扰的电磁机理。 本书的特色与优势 严格的数学推导： 每一步理论构建都力求清晰、完整，避免关键步骤的跳跃，确保读者能够掌握从基础公理到复杂结论的逻辑链条。 平衡的理论与应用： 章节设计力求在纯理论的严谨性和工程实际中的应用之间找到最佳平衡点。 丰富的例题与习题： 书中包含大量的解析例题，帮助读者将抽象的数学工具应用于具体的物理场景。每章末尾附有不同难度的习题，覆盖了从概念理解到复杂计算的各个层面，是自我检验和深入学习的宝贵资源。 现代视角： 尽管根植于经典理论，但本书始终关注理论在现代技术（如高速电路、无线通信、精密测量）中的映射与发展，使读者能够站在当代物理学的制高点理解电磁学。 本书不仅是课堂教学的有力支撑，更是一部可供研究人员随时参考的、结构化的电磁学参考手册。通过对本书的学习，读者将能够建立起一个坚实、深入且具有前瞻性的电磁场与波的知识体系。

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