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出版者:高等教育出版社

作者:邱捷

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-09-01

价格:600.0

装帧:

isbn号码:9781111112028

丛书系列:

图书标签:

• 电磁场
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《电磁场理论与工程应用》 本书深入浅出地阐述了电磁场这一物理学核心领域的基础理论，并着重于其在现代工程技术中的广泛应用。全书共分为十六章，内容循序渐进，逻辑严谨，旨在为读者构建扎实的电磁场知识体系。 第一部分：基础理论 第一章 导言与回顾： 回顾麦克斯韦方程组的诞生及其历史意义，介绍电磁场的物理本质、基本概念（电场、磁场、电位、磁位等）以及研究电磁场的重要性，为后续章节的学习打下基础。 第二章 矢量分析基础： 系统梳理和讲解在电磁场理论中至关重要的矢量分析工具，包括标量场和矢量场、梯度、散度、旋度、线积分、面积分、体积分等，并阐述它们在描述电磁场物理量的空间变化规律中的作用。 第三章 静电场： 详细讨论静电场的性质、产生方式和计算方法。内容涵盖库仑定律、高斯定律、电势、电场强度与电势的关系、电场强度与电势能、导体与绝缘体在静电场中的行为、静电场的边界条件以及容电器件的工作原理。 第四章 静磁场： 深入分析静磁场的特点和规律。本章将重点讲解毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理、磁矢势、洛伦兹力、磁场强度与磁感应强度的关系、磁场能量以及磁性材料的性质。 第五章 稳恒电流场： 阐述稳恒电流场的分布规律和功率损耗。内容包括欧姆定律、基尔霍夫定律、电流密度、导体的电导率、焦耳-楞次定律以及稳恒电流场与静电场、静磁场之间的联系。 第六章 动态电磁场（时变电磁场）： 引入电磁场随时间变化的动态过程。本章的核心是法拉第电磁感应定律和位移电流的概念，这为理解电磁波的产生和传播奠定理论基础。 第七章 麦克斯韦方程组： 集大成地阐述了描述电磁场动力学行为的麦克斯韦方程组。将从积分形式和微分形式两个角度对该方程组进行详细推导和解释，强调其在统一电、磁、光现象中的关键作用。 第二部分：电磁波理论 第八章 电磁波的产生与传播： 基于麦克斯韦方程组，推导出均匀介质中电磁波的波动方程。本章将详细分析平面电磁波的特性，包括其传播方向、振幅、相位、速度（相速度、群速度）以及能量密度和能量流。 第九章 导行电磁波： 探讨电磁波在传输线、波导等结构中的传播规律。内容涵盖传输线理论（电压、电流、阻抗、反射、驻波等）以及各类波导（矩形波导、圆波导）的模式分析和特性。 第十章 电磁波的反射与折射： 分析电磁波在不同介质界面上的反射和折射现象。将详细讲解斯涅尔定律、菲涅尔方程，并讨论全反射、布儒斯特角等重要概念，以及其在光通信、雷达等领域中的应用。 第三部分：工程应用 第十一章 天线理论： 介绍天线作为电磁波发射与接收装置的基本原理。本章将探讨偶极子天线、单极子天线、对称振子等基本天线模型，分析其辐射方向图、输入阻抗、增益等关键参数。 第十二章 电磁场与微波工程： 深入探讨电磁场理论在微波频率范围内的应用。内容包括微波器件（如匹配网络、耦合器、滤波器、环形器等）的设计原理，以及微波电路的分析与仿真。 第十三章 电磁兼容性（EMC）： 讨论电磁场理论在解决电磁兼容性问题中的重要性。本章将分析电磁干扰（EMI）的产生机制、传播途径，并介绍电磁屏蔽、接地、滤波等抑制EMI的常用技术，以及EMC标准的解读。 第十四章 电磁场数值计算方法： 介绍用于解决复杂电磁场问题的数值计算技术。本章将讲解有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）等常用数值方法的基本思想、算法和应用，以及在仿真软件中的实现。 第十五章 电磁场在材料科学中的应用： 探讨电磁场与材料特性之间的相互作用。内容将涵盖介电材料、磁性材料、导电材料在电磁场中的响应，以及电磁场在材料特性测量与改性中的应用。 第十六章 现代电磁场应用前沿： 展望电磁场理论在新兴技术领域的应用，如射频识别（RFID）、无线充电、生物医学电磁学、光学与光子学、量子电动力学等，激发读者的进一步探索兴趣。 本书不仅注重理论的严谨性，更强调其实际工程应用，通过大量的工程实例和计算分析，帮助读者深刻理解电磁场理论的价值和应用前景。本书适合高等院校相关专业本科生、研究生，以及从事电磁场、微波、通信、电子工程等领域的科研人员和工程师阅读。

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阅读过程中，我最深刻的感受是它在“可视化”上的突破。很多传统教材处理波的传播或者场线分布时，只能依赖静态的二维图示，往往难以传达出动态变化和空间结构。然而，这本书在关键概念的阐释部分，显然是经过了深思熟虑的创新。我发现它在讲解法拉第电磁感应定律时，不仅仅是画出了回路和磁通量的变化，而是通过一系列精心设计的图标组合，暗示了时间依赖性和向量场的相互作用。更不用说那些关于电磁波在不同介质中传播的剖面图，那种层层叠叠、交织在一起的电场和磁场矢量，即便不借助任何外部工具，也能在脑海中构建出一个清晰的三维模型。这种强烈的空间感和动态感，极大地降低了对高维物理图像的理解难度，让人对复杂的时变场有了更直观的掌握。

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这本书的装帧设计实在太吸引人了，封面那种深邃的蓝色调，配上银色的几何图形，立马就让人联想到高深莫测的物理世界。内页的纸张质感摸起来非常舒服，印刷的清晰度简直无可挑剔，即便是那些复杂的矢量图和公式推导，也看得一清二楚，没有丝毫的模糊感。拿到手里沉甸甸的，看得出制作方在硬件投入上是下足了功夫的。我尤其欣赏它在排版上的用心，图文的穿插布局非常自然，不像有些技术书籍那样，图表总是孤零零地挤在一堆文字中间，阅读起来非常流畅。这不仅仅是一本工具书，更像是一件精美的艺术品，让人忍不住想把它摆在书架最显眼的位置。光是翻阅的过程，就已经算得上是一种享受了，这种对细节的极致追求，为后续的知识吸收奠定了极佳的心理基础，让人对内容抱有更高的期待。

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这本书在习题设计的精妙程度上，展现了一种罕见的严谨与巧妙的结合。它没有采用那种填鸭式的、重复计算的练习题，而是把每一道题都设计成了一个小小的“应用场景模拟器”。我注意到，即便是基础部分的练习，也要求读者不仅仅是代入公式求数值，更多的是要求对结果的物理含义进行解释和批判性思考。比如，有一道题是关于一个特定几何形状的导体内部电荷重新分布的，它考察的不是简单的泊松方程求解，而是对导体内部电场为零这一基本假设的深刻理解和边界条件的灵活应用。这种设计迫使读者不能停留在机械的符号操作上，而是必须真正理解背后的物理机制才能得出令人信服的答案。这对于培养解决实际工程问题的能力，是至关重要的一个环节。

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这本书的内容组织逻辑简直是教科书级别的典范，它似乎深谙学习者从浅入深的认知规律。开篇并没有直接抛出那些令人望而生畏的麦克斯韦方程组，而是从历史背景和实际应用场景入手，巧妙地构建了一个知识的“脚手架”。比如，它在介绍静电场时，用到了大量的现实生活中的例子，比如静电除尘器的工作原理，一下子就把抽象的概念拉到了我们身边。然后，它逐步引入矢量分析、边界条件这些难点，每一步都配有详尽的数学推导过程，但又不至于让人迷失在纯粹的代数运算中，总能及时回到物理意义的阐释上来。这种由宏观到微观、由现象到本质的层层递进，让原本感觉高不可攀的电磁学变得清晰、可触摸。我感觉自己不是在啃教材，而是在跟随一位经验丰富的导师，稳健地攀登知识的高峰。

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坦白说，我本来对学习这类理论性极强的科目抱有很高的畏惧感，总觉得需要花费大量的时间去适应那种冷硬的数学语言。但是，这本书成功地打破了我的心理障碍。它的行文风格中透着一股沉稳而又亲切的气质，仿佛作者在非常耐心地和你对话，而不是高高在上地进行知识灌输。在解释一些较为晦涩的定理时，作者总能用一种近乎哲学的视角去审视这些物理规律的内在统一性，使得学习过程不再是孤立知识点的堆砌，而是一次探索自然界基本规律的连贯旅程。这种对知识深层次意义的挖掘，让阅读体验从单纯的“学习”升华为一种“领悟”，极大地激发了我继续探索更深层次电磁学理论的内在动力。

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