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出版者:機械工業

作者:李戈揚

出品人:

頁數:331

译者:

出版時間:2005-1-1

價格:26.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787111155645

叢書系列:

圖書標籤:

• 錶麵科學
• 錶麵技術
• 材料科學
• 物理化學
• 界麵科學
• 薄膜技術
• 納米技術
• 真空技術
• 分析測試
• 應用研究

好的，這裏有一份關於《電磁場理論與應用》的詳細圖書簡介，旨在突齣其深度和廣度，同時避免提及“錶麵科學與技術”相關內容。 --- 《電磁場理論與應用》：洞察現代工程的基石 引言：駕馭無形的力量 在當今高度互聯的科技社會中，電磁現象無處不在，從微觀的半導體器件運行到宏觀的無綫通信網絡，再到復雜的電力傳輸係統，無不依賴於對電磁場的深刻理解與精確控製。電磁場理論作為物理學和工程學交叉領域的核心支柱，不僅是理解自然規律的關鍵，更是現代電氣工程、電子工程、通信工程乃至光電技術等領域發展的理論基礎。 本書《電磁場理論與應用》，旨在為讀者係統、深入地剖析電磁場的基本原理，並著重闡述這些理論在實際工程問題中的應用方法與技巧。我們期望通過嚴謹的數學推導和豐富的工程實例，構建一座連接純粹理論與工程實踐的堅實橋梁。 第一部分：電磁場的基礎與靜場分析 (Fields and Static Analysis) 本書的開篇聚焦於電磁理論的基石——靜電場和靜磁場。在這一部分，我們首先迴顧麥剋斯韋方程組在靜態條件下的形式，即庫侖定律和畢奧-薩伐爾定律的積分與微分形式。 靜電場理論： 我們將詳細探討電場強度、電位移矢量以及電勢的定義。關鍵內容包括電荷分布的計算、高斯定律在求解對稱性問題中的應用，以及靜電場的能量密度和邊界條件。特彆地，本書將深入講解電位函數法和分離變量法在處理復雜幾何結構中電位分布問題時的應用，並引入電像法這一強大的工具來處理導體與介質界麵上的靜電問題。對於電介質材料，我們不僅會分析其宏觀響應（極化率與介電常數），還會涉及介質內部的微觀機製。 靜磁場理論： 圍繞靜磁場展開，我們將從安培環路定律齣發，引入磁感應強度和磁場強度（$mathbf{H}$）。重點內容包括磁介質中的磁化強度、磁路的分析方法，以及如何利用泊鬆方程和拉普拉斯方程求解無源區的磁位分布。對於存在電流的區域，我們將詳細討論矢勢（Vector Potential）的概念及其在求解復雜磁場分布中的優勢。磁場的能量、磁場對運動電荷和載流導綫的作用力（洛倫茲力）的精確錶達也將是本部分的重要組成部分。 第二部分：時變電磁場與麥剋斯韋方程組的統一 (Time-Varying Fields and Maxwell’s Equations) 隨著對電磁現象認識的深化，我們必須引入時間變量，這是理解電磁波傳播和輻射現象的必要前提。本部分的核心是完整麥剋斯韋方程組的推導和分析。 變化的電荷與電流： 我們將首先引入“位移電流”的概念，解釋其如何彌補安培定律在變化電場下的不完備性，從而實現電磁理論的自洽。通過對四個基本方程的全麵審視，讀者將清晰地理解電場與磁場之間的相互激發、相互演化關係。 波動方程的導齣與分析： 在無源、均勻、各嚮同性介質中，麥剋斯韋方程組簡化為標準的電磁波方程（波動方程）。本書將詳細推導這些波動方程，並求解其在不同維度下的平麵波解。我們將分析縱嚮分量（$mathbf{E}$和$mathbf{H}$的散度不為零）的特性以及它們在非均勻媒質中的行為。 波的傳播特性： 深入探討平麵波在真空、理想導體、有損介質（如導體和電介質）中的傳播特性。重點包括傳播常數、衰減常數、相速、群速、特性阻抗以及坡印廷矢量（Poynting Vector）在描述能量流嚮和大小上的作用。對於有損媒質，我們將區分良導體和低損耗電介質的傳播特性。 第三部分：邊界值問題與波的傳播 (Boundary Value Problems and Wave Propagation) 電磁理論的實用性體現在解決復雜邊界條件下的問題。本部分將集中於波在結構約束下的行為。 平麵波在不同媒質界麵上的反射與透射： 這是射頻和光通信領域的核心問題。我們將應用邊界條件，推導斯涅爾定律、菲涅耳公式，詳細分析電磁波在理想導體、介質分界麵上的反射和摺射現象。我們將引入垂直極化（TM）和水平極化（TE）的概念，並利用反射係數和透射係數來量化能量的分配。 導波理論基礎： 在傳輸綫和波導管中，電磁波的傳播受到結構限製。我們將從導波的波動方程齣發，分析橫電波（TE）、橫磁波（TM）以及橫電磁波（TEM）的模式。重點分析平行闆波導和圓波導中的截止頻率、傳播常數與色散關係，理解波導作為高頻能量傳輸媒介的物理本質。 第四部分：電磁場與物質的相互作用及應用基礎 (Interaction with Matter and Foundational Applications) 本部分將把理論知識應用於更具體的工程場景，尤其是與材料科學和高頻技術相關的領域。 材料的電磁特性： 深入討論特定材料的電磁響應，包括電導率、磁導率、損耗角正切等參數對電磁波傳播的影響。探討集膚效應（Skin Effect）在導體中的發生機理及其對高頻電流分布的影響。 電磁場與輻射源： 介紹基本的輻射體模型，如振蕩電偶極子（如赫茲振子）。分析其遠場輻射特性，包括方嚮圖、輻射強度和有效輻射麵積，為理解天綫原理奠定基礎。 數值方法簡介（有限差分法/有限元法基礎）： 鑒於許多復雜工程問題的解析解難以求得，本書將簡要介紹數值電磁學（CEM）的基本思想，特彆是有限差分時域法（FDTD）或有限元法（FEM）在求解麥剋斯韋方程組方麵的應用潛力，幫助讀者銜接更高級的仿真技術。 結論： 《電磁場理論與應用》力求以清晰的邏輯結構和嚴謹的數學推導，將抽象的電磁場概念轉化為可量化、可控製的工程工具。通過對靜場、時變場、邊界條件、導波傳播及輻射基礎的係統闡述，本書旨在培養讀者獨立分析和解決復雜電磁問題的能力，使其能夠勝任現代電子、通信和電力係統設計中的關鍵挑戰。掌握這些基礎，即是掌握瞭驅動現代科技進步的無形力量。

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讓我驚喜的是，這本書在跨學科的整閤能力上做得非常齣色。我通常閱讀的專業書籍，要麼過於偏嚮於物理學的理論建模，要麼一頭紮進應用化學的閤成細節中，很少有能將兩者完美融閤的。這本書在討論錶麵缺陷對催化活性的影響時，不僅引用瞭量子化學計算的結果來解釋電子結構的微小變化，還緊密結閤瞭掃描隧道顯微鏡（STM）觀察到的形貌變化。這種“從原子尺度理論到宏觀實驗驗證”的完整敘事鏈條，極大地提升瞭知識的連貫性。它似乎在嚮讀者傳達一個理念：任何錶麵的行為都不是孤立的，而是多重物理和化學效應相互作用的結果。這種全景式的視角，對於正在嘗試解決多尺度問題的工程師來說，簡直是醍醐灌頂。

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我購買這本書主要是希望它能幫助我更好地理解工業清洗流程中的去汙機理。從這個角度來看，這本書的理論深度無疑是超標的，但其中一些章節的啓發性卻是我未曾預料的。例如，書中關於吸附與脫附的統計力學描述，雖然用的不是直接針對錶麵活性劑的案例，但其原理的普適性讓我得以重新審視我們日常遇到的乳化和分散問題。它沒有直接提供一個“配方”，而是提供瞭“思維框架”。我發現，通過書中關於能量勢壘和覆蓋度依賴性的討論，我能更精確地判斷某個清洗劑在特定溫度下失效的原因，並設計齣更具針對性的優化方案。這本書的價值在於，它提供瞭一種看待問題的底層邏輯，讓你可以從最基本的物理化學原理齣發，去推導齣看似復雜的工程現象，這比死記硬背具體的工藝參數要高明得多。

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這本書的裝幀設計相當吸引人，那種沉穩的深藍配上燙金的書名，一下子就抓住瞭我的眼球。我原本對這種偏嚮基礎科學的書籍抱持著謹慎的態度，擔心內容會過於晦澀難懂，但翻開第一頁後，我被作者清晰的邏輯和循序漸進的講解方式所摺服。它不像傳統教科書那樣堆砌公式和理論，而是仿佛一位經驗豐富的導師，耐心地為你鋪陳知識的脈絡。特彆是引言部分，作者用幾個非常生動的例子，將宏觀的現象與微觀的機理巧妙地聯係起來，讓我立刻感受到這個領域並非遙不可及，反而充滿瞭探索的樂趣。裝訂也很結實，紙張的質感也很好，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞，這對於需要反復查閱的專業書籍來說，是非常重要的考量因素。總的來說，初印象非常棒，它在形式上成功地營造瞭一種專業而又不失親和力的氛圍。

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這本書的閱讀體驗，說實話，有些像攀登一座高山。它無疑是一部權威之作，資料的詳實程度令人咋舌，參考書目幾乎涵蓋瞭該領域所有重要的裏程碑式工作。但正因如此，對於初學者來說，可能需要極大的毅力。我嘗試著帶著我的本科生一起研讀，他們普遍反映前幾章的概念引入還算順暢，但一旦進入到具體的晶體生長動力學或者俄歇電子能譜分析等章節，理解的難度就陡然上升瞭。書中大量的數學推導，雖然嚴謹無懈可擊，但缺乏足夠多的插圖或動畫輔助來直觀展示復雜的空間結構和電子態分布，使得理解過程顯得比較滯澀。我感覺這本書更像是為已經有一定物理或化學背景的研究生和專業人士量身定製的“工具箱”，而不是一本能夠輕鬆入門的“導遊手冊”。

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我是在進行一個關於新型復閤材料錶麵的潤濕性研究時偶然接觸到這本書的。坦白講，我更傾嚮於閱讀最新發錶的頂刊論文，總覺得經典教材的更新速度跟不上日新月異的技術發展。然而，這本書的深度和廣度著實讓我感到驚訝。它沒有滿足於對基礎概念的簡單羅列，而是深入剖析瞭不同尺度下界麵現象的復雜性。書中對某些特定體係的熱力學和動力學描述，精確到瞭我之前隻在少數幾篇高水平綜述中見過的細節。尤其讓我印象深刻的是關於自組裝單分子膜形成過程的章節，作者對平衡態和非平衡態的討論，提供瞭全新的視角來理解動態過程的演變。對於像我這樣需要在實際操作中優化工藝參數的研究人員來說，這種紮根於理論基礎的深入分析，遠比那些隻關注“如何做”的實用手冊更有價值，它教你“為什麼會這樣”。

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