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出版者:科学出版社

作者:陈思明

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-06-01

价格:30.0

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isbn号码:9787030069795

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从麦克斯韦方程组建立的新电路理论 本书并非一本讲述电路基本概念或传统电路分析方法的入门读物。 它聚焦于一个更为宏观和深刻的视角，旨在完全从麦克斯韦方程组出发，建立起一套全新的、更为普适的电路理论框架。 本书的核心在于，它将电路视为一种物理现象的特定表现，而这种物理现象的根本描述在于麦克斯韦方程组所揭示的电磁场行为。 传统的电路理论，尽管在工程实践中取得了巨大的成功，但其基础往往建立在诸如欧姆定律、基尔霍夫定律等经验性或近似性规律之上。这些定律在许多情况下是有效的，然而，当电路的尺度缩小到一定程度，或者工作在非常高的频率时，它们所依赖的假设便不再成立。本书正是为了解决这一局限性而生，它尝试将电路的分析和设计置于更为坚实的物理基础之上，从而突破现有理论的瓶颈。 本书的出发点是麦克斯韦方程组，这是描述电场和磁场如何产生、如何相互作用以及如何随时间变化的完整定律。 通过深入分析这些基本方程，本书将探讨： 场与路的联系： 如何从宏观的电磁场分布推导出微观的电路元件行为。这涉及到如何定义“电路”在电磁场中的对应物，以及如何理解诸如电压、电流等电路学概念在电磁场理论中的精确含义。 集总参数与分布参数的统一： 传统电路理论往往区分集总参数电路和分布参数电路。本书将展示，一旦从麦克斯韦方程组出发，这种区分将变得不那么绝对，甚至可以说是一种近似。电磁场理论能够自然地描述波的传播和电磁效应的延迟，从而提供一个统一的框架来处理不同尺度的电路问题。 非理想元件的精确描述： 传统的电路模型通常将元件视为理想的电阻、电容、电感。然而，在实际中，这些元件都具有寄生效应，例如电感元件的电阻，电容元件的漏电，以及在高频下呈现出的复杂阻抗特性。本书将通过电磁场理论，能够从根本上推导出这些非理想特性的来源，并给出更为精确的数学描述，这对于高频电路、微波电路以及纳米电子学的研究至关重要。 电磁兼容性（EMC）与辐射的内在联系： 电路的工作往往会产生电磁辐射，并受到外部电磁场的干扰。本书将从麦克斯韦方程组的视角，清晰地阐释电路的辐射机理和抗干扰能力，将电磁兼容性问题从一种附加的考虑提升到电路设计本身的内在属性。 新型电路元件与材料的理论基础： 随着新材料和新器件的不断涌现，例如超材料、拓扑材料等，它们往往表现出超越传统物理规律的电磁响应。本书建立的基于麦克斯韦方程组的新电路理论，将为理解和设计这些新型元件提供更为强大的理论工具，能够预测和解释它们独特的电磁行为。 本书的读者群体并非仅仅是初学者，而更倾向于对电磁场理论有一定基础，并希望深入理解电路本质的工程师、研究人员和高级学生。 对于那些在传统电路理论的框架下遇到瓶颈，需要更深层次物理洞察力来解决复杂工程问题的人来说，本书将提供一条全新的研究路径。 本书的叙述方式将严谨而富有逻辑，力求从最基础的物理原理出发，逐步推导出适用于各类电路场景的理论模型。 它并非简单地罗列公式，而是侧重于物理概念的清晰阐释和数学推导的严密性，帮助读者建立起对电磁场与电路之间深刻联系的直观认识。 总而言之，本书的目标是为电路理论的研究和应用开辟一条新的道路，将电路学从一种工程性的学科，提升到一种更具物理学深度和普适性的理论框架之下。它提供的不是对现有电路知识的重复，而是一种全新的理解方式和分析工具。

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我在考虑这本书潜在的影响力时，想到了它对于研究生教育的意义。如果这本书的叙事逻辑和内容深度能够被纳入主流课程体系，它将极大地提升未来工程师的理论素养。特别是在材料科学与电子工程交叉的前沿领域，理解电磁波如何与物质相互作用是核心竞争力。我期望这本书在处理诸如非线性介质、时变磁场对电路参数的影响等高级议题时，能够展示出基于麦克斯韦方程组的独特分析优势。例如，在分析磁通量耦合和互感问题时，如果能清晰地展示如何从磁场分布直接推导出耦合系数的精确计算，那将远比依赖经验公式或等效电路模型的拟合要可靠得多。总而言之，这本书的出现，似乎标志着一个趋势：理论物理与工程应用正在寻求更紧密、更少妥协的融合。它不是简单地将两个领域的知识点堆砌在一起，而是意图在它们的交汇处锻造出新的理论工具。我期待它能成为未来数十年内，相关领域研究者的必备案头书。

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这本书的装帧质量相当出色，纸张的触感厚实而细腻，即便是长时间阅读也不会让人感到疲惫，这对于一本可能需要反复查阅和演算的理工科书籍来说，是一个非常重要的加分项。我特别留意了排版细节，图表的清晰度和公式的对齐方式都体现了出版方对学术严谨性的重视。在我初步浏览的章节中，我发现作者在引入新概念时，似乎非常注重历史背景的铺陈和概念演进的脉络梳理，这不同于许多教科书那样冷冰冰地直接抛出公式。这种叙事方式，使得复杂的物理概念不再是孤立的数学符号，而是有了其产生的“故事性”。我推测，这种细致的铺垫，或许是为了让读者在理解如何利用麦克斯韦方程组来“推导”出基尔霍夫定律或传输线理论时，能够更加心领神会，而不是死记硬背。如果能在一些关键的理论推导环节，辅以详细的几何图形或矢量分析的说明，那将是再好不过了，因为电磁场理论的直观性往往是初学者的最大障碍。我希望能看到一些经典的、教科书上可能略写的“关键一步”被作者用独特且清晰的方式重新阐释出来。

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从定价和厚度来看，这无疑是一部份量十足的专业著作。它散发出的那种“硬核”气质，让我确信这不是一本面向纯粹业余爱好者的科普读物，而是面向专业领域深入研究者的工具书。我个人对其中可能涉及的边界条件处理和场在不同介质界面上的行为分析特别感兴趣。在传统的电路理论中，我们往往将导线视为理想导体，忽略了电场和磁场的细节，但如果这本书真的要从麦克斯韦方程组出发，那么对于非理想导体、有限导电率下的趋肤效应，以及高频情况下能量耗散的精确建模，必然会有深刻的论述。我期待看到作者如何将这些原本属于电磁场论范畴的复杂计算，有效地“压缩”或“抽象”到可以被工程师方便使用的电路参数（如RLC）中去。这种从宏观到微观再到宏观的循环论证，是检验一本理论书籍深度的试金石。如果能提供一些实际工程案例，展示如何利用这种统一理论来解决传统集总电路模型无法解释的复杂问题，那就更具说服力了。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的金色字体，立刻让人感觉这是一部严谨且富有深度的专业著作。我是在寻找关于电磁场理论与现代电路分析之间桥梁的资料时偶然发现它的。虽然我还没有深入研读其核心内容，但仅仅从目录结构和前言的论述风格来看，它似乎为我们提供了一个全新的视角来审视那些我们习以为常的电路现象。通常我们学习电路时，总是先接受集总电路模型，然后才在更高阶的课程中接触到电磁波和麦克斯韦方程组，两者之间常常存在一种“割裂感”。我很期待作者是如何巧妙地将微观的、偏向场的理论基础，平滑地过渡到宏观的、工程实践中常用的电路分析框架中的。这种从第一性原理出发的构建方式，无疑是对传统教学范式的挑战与突破，它预示着读者将不再满足于“如何解题”，而是会追问“为什么是这个解法”。如果书中的论证过程能够做到逻辑严密而不失启发性，那么它将不仅仅是一本参考书，更像是一把钥匙，能开启理解电磁现象本质的大门。特别是对于那些致力于射频电路、高速互连或电磁兼容性研究的工程师和学生来说，这种统一的理论视角是至关重要的。

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这本书的书名本身就充满了一种挑战权威的意味，它暗示着现行的电路理论可能存在某种局限性，而作者正是要提供一个更根本的、基于物理定律的替代性框架。我猜想，作者很可能花费了大量的篇幅来重新定义“电压”和“电流”在电磁场背景下的物理意义，也许会引入更精确的矢量势或标量势的概念来替代传统的节点电压法。这种思维的转变是巨大的，因为它要求读者必须彻底抛弃对瞬时值的过度依赖，转而关注能量和动量的流向。对于那些习惯了使用拉普拉斯变换求解瞬态响应的读者来说，适应这种基于场论的分析方法无疑是一个挑战，但也正因如此，这本书的价值才得以体现——它强迫我们进行更深层次的思考，去理解为什么这些数学工具在特定条件下是成立的。我希望作者在阐述这些基础性重构时，能保持一种冷静且不失热情的笔调，引导读者逐步建立起这种全新的认知模型，而不是让人望而却步。

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非常好的书。有些新想法。

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