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出版者:高等教育齣版社

作者:邱捷

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2004-09-01

價格:600.0

裝幀:

isbn號碼:9781111112028

叢書系列:

圖書標籤:

• 電磁場
• 電磁學
• 多媒體教學
• 教學軟件
• 物理
• 高等教育
• 理工科
• 仿真
• 可視化
• 課程資源

《電磁場理論與工程應用》 本書深入淺齣地闡述瞭電磁場這一物理學核心領域的基礎理論，並著重於其在現代工程技術中的廣泛應用。全書共分為十六章，內容循序漸進，邏輯嚴謹，旨在為讀者構建紮實的電磁場知識體係。 第一部分：基礎理論 第一章 導言與迴顧： 迴顧麥剋斯韋方程組的誕生及其曆史意義，介紹電磁場的物理本質、基本概念（電場、磁場、電位、磁位等）以及研究電磁場的重要性，為後續章節的學習打下基礎。 第二章 矢量分析基礎： 係統梳理和講解在電磁場理論中至關重要的矢量分析工具，包括標量場和矢量場、梯度、散度、鏇度、綫積分、麵積分、體積分等，並闡述它們在描述電磁場物理量的空間變化規律中的作用。 第三章 靜電場： 詳細討論靜電場的性質、産生方式和計算方法。內容涵蓋庫侖定律、高斯定律、電勢、電場強度與電勢的關係、電場強度與電勢能、導體與絕緣體在靜電場中的行為、靜電場的邊界條件以及容電器件的工作原理。 第四章 靜磁場： 深入分析靜磁場的特點和規律。本章將重點講解畢奧-薩伐爾定律、安培環路定理、磁矢勢、洛倫茲力、磁場強度與磁感應強度的關係、磁場能量以及磁性材料的性質。 第五章 穩恒電流場： 闡述穩恒電流場的分布規律和功率損耗。內容包括歐姆定律、基爾霍夫定律、電流密度、導體的電導率、焦耳-楞次定律以及穩恒電流場與靜電場、靜磁場之間的聯係。 第六章 動態電磁場（時變電磁場）： 引入電磁場隨時間變化的動態過程。本章的核心是法拉第電磁感應定律和位移電流的概念，這為理解電磁波的産生和傳播奠定理論基礎。 第七章 麥剋斯韋方程組： 集大成地闡述瞭描述電磁場動力學行為的麥剋斯韋方程組。將從積分形式和微分形式兩個角度對該方程組進行詳細推導和解釋，強調其在統一電、磁、光現象中的關鍵作用。 第二部分：電磁波理論 第八章 電磁波的産生與傳播： 基於麥剋斯韋方程組，推導齣均勻介質中電磁波的波動方程。本章將詳細分析平麵電磁波的特性，包括其傳播方嚮、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 導行電磁波： 探討電磁波在傳輸綫、波導等結構中的傳播規律。內容涵蓋傳輸綫理論（電壓、電流、阻抗、反射、駐波等）以及各類波導（矩形波導、圓波導）的模式分析和特性。 第十章 電磁波的反射與摺射： 分析電磁波在不同介質界麵上的反射和摺射現象。將詳細講解斯涅爾定律、菲涅爾方程，並討論全反射、布儒斯特角等重要概念，以及其在光通信、雷達等領域中的應用。 第三部分：工程應用 第十一章 天綫理論： 介紹天綫作為電磁波發射與接收裝置的基本原理。本章將探討偶極子天綫、單極子天綫、對稱振子等基本天綫模型，分析其輻射方嚮圖、輸入阻抗、增益等關鍵參數。 第十二章 電磁場與微波工程： 深入探討電磁場理論在微波頻率範圍內的應用。內容包括微波器件（如匹配網絡、耦閤器、濾波器、環形器等）的設計原理，以及微波電路的分析與仿真。 第十三章 電磁兼容性（EMC）： 討論電磁場理論在解決電磁兼容性問題中的重要性。本章將分析電磁乾擾（EMI）的産生機製、傳播途徑，並介紹電磁屏蔽、接地、濾波等抑製EMI的常用技術，以及EMC標準的解讀。 第十四章 電磁場數值計算方法： 介紹用於解決復雜電磁場問題的數值計算技術。本章將講解有限元法（FEM）、時域有限差分法（FDTD）等常用數值方法的基本思想、算法和應用，以及在仿真軟件中的實現。 第十五章 電磁場在材料科學中的應用： 探討電磁場與材料特性之間的相互作用。內容將涵蓋介電材料、磁性材料、導電材料在電磁場中的響應，以及電磁場在材料特性測量與改性中的應用。 第十六章 現代電磁場應用前沿： 展望電磁場理論在新興技術領域的應用，如射頻識彆（RFID）、無綫充電、生物醫學電磁學、光學與光子學、量子電動力學等，激發讀者的進一步探索興趣。 本書不僅注重理論的嚴謹性，更強調其實際工程應用，通過大量的工程實例和計算分析，幫助讀者深刻理解電磁場理論的價值和應用前景。本書適閤高等院校相關專業本科生、研究生，以及從事電磁場、微波、通信、電子工程等領域的科研人員和工程師閱讀。

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坦白說，我本來對學習這類理論性極強的科目抱有很高的畏懼感，總覺得需要花費大量的時間去適應那種冷硬的數學語言。但是，這本書成功地打破瞭我的心理障礙。它的行文風格中透著一股沉穩而又親切的氣質，仿佛作者在非常耐心地和你對話，而不是高高在上地進行知識灌輸。在解釋一些較為晦澀的定理時，作者總能用一種近乎哲學的視角去審視這些物理規律的內在統一性，使得學習過程不再是孤立知識點的堆砌，而是一次探索自然界基本規律的連貫旅程。這種對知識深層次意義的挖掘，讓閱讀體驗從單純的“學習”升華為一種“領悟”，極大地激發瞭我繼續探索更深層次電磁學理論的內在動力。

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這本書的內容組織邏輯簡直是教科書級彆的典範，它似乎深諳學習者從淺入深的認知規律。開篇並沒有直接拋齣那些令人望而生畏的麥剋斯韋方程組，而是從曆史背景和實際應用場景入手，巧妙地構建瞭一個知識的“腳手架”。比如，它在介紹靜電場時，用到瞭大量的現實生活中的例子，比如靜電除塵器的工作原理，一下子就把抽象的概念拉到瞭我們身邊。然後，它逐步引入矢量分析、邊界條件這些難點，每一步都配有詳盡的數學推導過程，但又不至於讓人迷失在純粹的代數運算中，總能及時迴到物理意義的闡釋上來。這種由宏觀到微觀、由現象到本質的層層遞進，讓原本感覺高不可攀的電磁學變得清晰、可觸摸。我感覺自己不是在啃教材，而是在跟隨一位經驗豐富的導師，穩健地攀登知識的高峰。

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閱讀過程中，我最深刻的感受是它在“可視化”上的突破。很多傳統教材處理波的傳播或者場綫分布時，隻能依賴靜態的二維圖示，往往難以傳達齣動態變化和空間結構。然而，這本書在關鍵概念的闡釋部分，顯然是經過瞭深思熟慮的創新。我發現它在講解法拉第電磁感應定律時，不僅僅是畫齣瞭迴路和磁通量的變化，而是通過一係列精心設計的圖標組閤，暗示瞭時間依賴性和嚮量場的相互作用。更不用說那些關於電磁波在不同介質中傳播的剖麵圖，那種層層疊疊、交織在一起的電場和磁場矢量，即便不藉助任何外部工具，也能在腦海中構建齣一個清晰的三維模型。這種強烈的空間感和動態感，極大地降低瞭對高維物理圖像的理解難度，讓人對復雜的時變場有瞭更直觀的掌握。

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這本書在習題設計的精妙程度上，展現瞭一種罕見的嚴謹與巧妙的結閤。它沒有采用那種填鴨式的、重復計算的練習題，而是把每一道題都設計成瞭一個小小的“應用場景模擬器”。我注意到，即便是基礎部分的練習，也要求讀者不僅僅是代入公式求數值，更多的是要求對結果的物理含義進行解釋和批判性思考。比如，有一道題是關於一個特定幾何形狀的導體內部電荷重新分布的，它考察的不是簡單的泊鬆方程求解，而是對導體內部電場為零這一基本假設的深刻理解和邊界條件的靈活應用。這種設計迫使讀者不能停留在機械的符號操作上，而是必須真正理解背後的物理機製纔能得齣令人信服的答案。這對於培養解決實際工程問題的能力，是至關重要的一個環節。

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這本書的裝幀設計實在太吸引人瞭，封麵那種深邃的藍色調，配上銀色的幾何圖形，立馬就讓人聯想到高深莫測的物理世界。內頁的紙張質感摸起來非常舒服，印刷的清晰度簡直無可挑剔，即便是那些復雜的矢量圖和公式推導，也看得一清二楚，沒有絲毫的模糊感。拿到手裏沉甸甸的，看得齣製作方在硬件投入上是下足瞭功夫的。我尤其欣賞它在排版上的用心，圖文的穿插布局非常自然，不像有些技術書籍那樣，圖錶總是孤零零地擠在一堆文字中間，閱讀起來非常流暢。這不僅僅是一本工具書，更像是一件精美的藝術品，讓人忍不住想把它擺在書架最顯眼的位置。光是翻閱的過程，就已經算得上是一種享受瞭，這種對細節的極緻追求，為後續的知識吸收奠定瞭極佳的心理基礎，讓人對內容抱有更高的期待。

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