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陈义成 编 / 科学出版社 / 2007-08 / 平装
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上书时间2024-05-05
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材:电动力学及其计算机辅助教学
《电动力学及其计算机辅助教学》主要阐述宏观电磁场理论,在分析各个实验定律之后,总结出电磁场的基本规律,建立麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式;讨论了恒定电磁场问题,着重说明恒定电磁场的基本性质和求解静电磁场的一些基本方法;讨论了电磁波的传播,包括无界空间中电磁波的性质、界面上的反射和折射以及有界空间中的电磁波问题;讨论了电磁波的辐射,介绍了一般情况下势的概念和辐射电磁场的计算方法;从电动力学的参考系问题引入相对论时空观,由物理规律对惯性参考系协变的要求把电动力学基本方程表为四维形式,导出电磁场量的变换,并说明相对论力学的基本概念。最后讨论了带电粒子与电磁场的相互作用,并由此得出把宏观电动力学应用到微观领域的局限性。
前言第1章经典电动力学的理论基础1.1静电现象的基本规律1.1.1库仑定律1.1.2高斯定理与电场的散度1.1.3静电场的旋度1.1.4高斯定理与库仑定律的关系1.2静磁现象的基本规律1.2.1电荷守恒定律1.2.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律1.2.3磁场的散度1.2.4磁场的旋度1.3麦克斯韦方程组洛伦兹力公式1.3.1法拉第电磁感应定律1.3.2位移电流假说麦克斯韦方程组1.3.3洛伦兹力公式1.4介质的电磁性质介质中的麦克斯韦方程组1.4.1电介质的极化1.4.2磁介质的磁化1.4.3介质中的麦克斯韦方程组1.5电磁场边值关系1.5.1法向分量的跃变1.5.2切向分量的跃变1.5.3边值关系的综合和推广1.6电磁势及其微分方程1.6.1用势描述电磁场1.6.2规范变换和规范不变性1.6.3辅助条件1.6.4达朗贝尔方程1.7电磁场的能量和能流密度矢量1.7.1电磁作用下能量守恒定律的一般形式1.7.2电磁场能量密度和能流密度表示式1.7.3电磁能量的传输1.8电磁场的动量和动量流密度张量习题第2章静电场2.1静电标势及其边值问题2.1.1静电场的标势2.1.2静电势的微分方程和边值关系2.2静电边值问题的唯一性定理2.2.1唯一性定理的重要意义2.2.2介质分区均匀时的唯一性定理2.2.3有导体存在时的唯一性定理2.3拉普拉斯方程的分离变量法2.3.1通解的形式2.3.2求解的具体方法2.4静电镜像法2.4.1求解的基本思想2.4.2求解的具体方法2.5静电场的多极展开2.5.1电多极展开的物理思想2.5.2多元函数泰勒展开2.5.3电势的多极展开2.5.4电多极势展开式中各项的物理意义2.6.静电场的能量广义力2.6.1静电场能量2.6.2电荷体系在外电场中的能量习题第3章静磁场3.1静磁矢势及其边值问题3.1.1矢势库仑规范条件3.1.2矢势微分方程及其一般解3.1.3矢势边值关系3.1.4静磁场边值问题的唯一性定理及其应用3.2磁标势和磁荷的概念3.2.1磁标势及其引入的条件3.2.2磁标势的定解问题3.3静磁场的多极展开3.3.1矢势的多极展开3.3.2磁偶极矩的场和磁标势3.4静磁场的能量广义力3.4.1静磁场的能量3.4.2电流系统与外磁场的相互作用能3.4.3小区域内电流分布在外磁场中的能量3.4.4外磁场对电流系统的作用力和力矩3.4.5磁偶极子在外磁场中的势能U(1)与相互作用能Wi的关系3.5超导体电动力学3.5.1零电阻现象3.5.2临界磁场3.5.3完全抗磁性--迈斯纳效应3.5.4伦敦方程3.5.5居间态3.5.6超导体应用的前景习题第4章电磁波的传播4.1平面电磁波4.1.1电磁场波动方程4.1.2时谐电磁波亥姆霍兹方程4.1.3平面电磁波解4.1.4平面电磁波的能量和能流4.1.5单色平面电磁波的偏振性质4.2电磁波在介质界面上的反射和折射4.2.1反射和折射定律4.2.2振幅关系菲涅耳公式4.2.3全反射4.3电磁波在导体界面上的反射和折射4.3.1导体内的自由电荷分布4.3.2良导体内单色电磁波的传播4.3.3穿透深度4.3.4导体表面上的反射4.3.5辐射压力4.4电磁波在金属波导管中的传播4.4.1高频电磁能量的传输4.4.2矩形波导中的电磁波4.4.3截止频率和截止波长4.4.4TE10波的电磁场和管壁电流4.5谐振腔中的电磁波习题第5章狭义相对论与相对论物理学5.1相对论的实验基础5.1.1相对论产生的历史背景5.1.2相对论的实验基础5.2相对论的基本原理洛伦兹变换5.2.1相对论的基本原理5.2.2洛伦兹变换5.3相对论的时空理论5.3.1间隔间隔不变性5.3.2类时间隔因果律对速度的限制5.3.3类空间隔同时的相对性5.3.4运动尺度的缩短5.3.5运动时钟的延缓5.3.6“尺缩”、“钟慢”的实验证明5.3.7速度变换公式5.4相对论理论的四维形式5.4.1四维空间的正交变换5.4.2物理量的分类n阶张量5.4.3物理规律的协变性5.5电动力学基本定律的协变形式5.5.1四维电流密度矢量5.5.2四维势矢量5.5.3电磁场张量麦克斯韦方程组的协变形式5.6相对论动力学基本方程5.6.1能量-动量四维矢量5.6.2质能关系5.6.3相对论力学方程5.6.4相对论的洛伦兹力公式5.7电磁场中带电粒子的拉格朗日函数和哈密顿函数5.7.1电磁场中的拉格朗日函数和拉格朗日方程5.7.2电磁场中的哈密顿函数和哈密顿方程5.7.3非相对论情形习题第6章电磁波的辐射6.1电磁势的推迟解6.1.1求解的思想和步骤6.1.2求解过程6.1.3推迟势的物理意义6.2电偶极辐射短天线的辐射6.2.1计算辐射场的一般公式6.2.2磁矢势的多极展开6.2.3偶极辐射6.2.4辐射能流角分布辐射功率6.2.5短天线的辐射辐射电阻6.3半波天线和天线阵的辐射6.3.1半波天线6.3.2天线阵6.4李纳-维谢尔势及其辐射电磁场6.4.1任意运动带电粒子的势6.4.2偶极辐射6.4.3任意运动带电粒子的电磁场6.5相对论性带电粒子的辐射6.5.1高速运动带电粒子的辐射功率和角分布6.5.2轫致辐射6.5.3同步辐射6.6辐射的频谱分析6.6.1频谱分析的基本公式6.6.2低速运动带电粒子在碰撞过程中的辐射频谱6.6.3同步辐射频谱6.7切伦柯夫辐射习题第7章带电粒子和电磁场的相互作用7.1带电粒子的电磁场对粒子自身的反作用谱线的自然宽度7.1.1电磁质量7.1.2辐射阻尼力7.1.3谱线的自然宽度7.2电磁波的散射和吸收介质的色散7.2.1自由电子对电磁波的散射7.2.2束缚电子的散射7.2.3电磁波的吸收7.2.4介质的色散习题参考书目附录附录Ⅰ矢量分析中的常用公式附录Ⅱ矢量分析及张量计算初步附录Ⅲ物理常数表
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开播时间:09月02日 10:30