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出版者:武汉大学出版社

作者:鲁述

出品人:

页数:429

译者:

出版时间:2005-5

价格:24.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787307045439

丛书系列:

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《电磁场边值问题解析方法》 本书是一部系统阐述求解电磁场边值问题的解析方法的专著。本书旨在为读者提供一套严谨、完整的理论框架和实用的求解技巧，帮助读者深入理解电磁场的分布规律及其与边界条件的相互作用，从而能够精确地分析和设计各类电磁设备与系统。 核心内容与结构： 本书从基础理论出发，循序渐进地引入求解边值问题的各种经典解析方法。全书内容组织紧凑，逻辑清晰，主要涵盖以下几个方面： 第一部分：基础理论回顾与准备 电磁场基本方程： 详细回顾麦克斯韦方程组在不同介质中的形式，包括微分形式和积分形式。重点阐述了其物理意义、守恒律以及在静电场、静磁场、稳恒电场、时变电场和磁场中的具体应用。 边界条件： 深入分析电磁场在不同性质界面（如理想导体、介质界面、磁性材料界面等）上的边界条件，包括电场、磁场、位移矢量和磁场强度等矢量分量的连续性或跃变关系。强调边界条件对确定场分布的决定性作用。 势理论： 介绍标势和矢量势的概念，以及它们与电场和磁场的联系。重点讲解了求解电磁场问题的辅助方法，如利用标势和矢量势可以简化问题的复杂度，转化为泊松方程或亥姆霍兹方程的求解。 数学预备知识： 梳理了求解边值问题所需的关键数学工具，包括但不限于： 矢量分析： 梯度、散度、旋度、散度定理、斯托克斯定理等。 复变函数理论： 柯西-黎曼方程、保角映射等（对于二维问题尤其重要）。 偏微分方程： 拉普拉斯方程、泊松方程、亥姆霍兹方程、波动方程等的性质和解的表示。 傅里叶级数与傅里叶变换： 用于求解周期性或非周期性场的分布。 格林函数方法： 作为一种通用的求解线性微分方程的方法，在电磁场问题中扮演着重要角色。 第二部分：经典解析方法的详尽阐述 本书将重点介绍和分析以下几种主流的解析方法，并结合具体的工程实例进行讲解： 分离变量法： 这是求解具有规则几何形状的边值问题最常用、最有效的方法之一。本书将详细阐述如何在不同坐标系（直角坐标系、柱坐标系、球坐标系）下应用分离变量法，将偏微分方程转化为常微分方程组，并结合边界条件确定解的系数。涵盖了诸如矩形波导、圆波导、同轴线、静电场等经典问题。 镜像法（或称镜像电荷法/镜像电流法）： 适用于处理具有导体边界的问题。通过引入“虚”的镜像电荷或电流来消除边界，将无限空间或半无限空间的问题转化为全空间问题。本书将深入分析镜像法的构造原理、适用范围以及如何处理多重边界情况。 格林函数法： 这是一种更为通用的方法，可以处理任意形状的边界条件。本书将系统介绍格林函数的概念、性质以及求解各种电磁场边值问题的具体步骤。重点讲解如何构造和应用格林函数来求解静电场、静磁场以及辐射问题。 傅里叶变换与拉普拉斯变换方法： 适用于求解具有特定激励和边界条件的问题，特别是涉及无限区域或半无限区域的情况。本书将阐述如何利用这些积分变换将偏微分方程转化为代数方程，从而简化求解过程。 保角映射法： 对于二维静电场和稳恒电场问题，保角映射法是一种强大的解析工具，可以将复杂的几何区域映射到简单的区域（如半平面、单位圆等），从而简化边界条件和方程的求解。本书将介绍保角映射的原理、性质以及在电磁场分析中的具体应用。 其他方法简介： 简要介绍一些其他解析方法，如特征函数展开法、维纳-霍普夫法等，为读者提供更广阔的视野。 第三部分：应用与实例分析 本书的每一个方法介绍都会结合大量的具体工程实例进行讲解。这些实例涵盖了电磁场分析中具有代表性的问题，例如： 静电场问题： 带电导体球体、导体平板之间的电场分布、同轴圆柱体内的电势等。 静磁场问题： 长直导线、环形线圈产生的磁场、无限大平面内的磁场等。 稳恒电场问题： 导电平板之间的电流分布、非均匀介质中的稳恒电场等。 高频问题： 传输线（同轴线、带状线）的特性阻抗和传播常数计算、矩形波导和圆波导的模式分析等。 辐射问题： 简单偶极子天线的辐射场分析等。 通过这些实例，读者能够直观地理解各种解析方法的应用过程，掌握如何将实际问题转化为数学模型，并求解出有意义的物理量。 本书特色： 理论严谨： 建立了坚实的理论基础，推导过程清晰，逻辑严密。 方法全面： 涵盖了电磁场边值问题解析求解的主流方法，为读者提供多角度的解决方案。 实例丰富： 大量工程实例的应用，增强了理论的直观性和实用性。 循序渐进： 内容由浅入深，从基础理论到高级应用，适合不同水平的读者。 注重思想： 强调解决问题的思维方式和技巧，培养读者的独立分析能力。 适用读者： 本书适合高等院校电子工程、通信工程、电气工程、物理学等专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域的科研人员和工程师。通过学习本书，读者将能够： 深刻理解电磁场理论的核心概念，尤其是边界条件在确定场分布中的关键作用。 掌握多种求解电磁场边值问题的经典解析方法，并能根据具体问题选择最合适的求解策略。 能够独立分析和解决实际工程中的电磁场问题，为电磁设备的设计与优化提供理论支持。 为进一步学习电磁场理论的进阶内容（如数值方法）打下坚实的基础。 《电磁场边值问题解析方法》是一本不可多得的经典著作，它将引领读者穿越复杂的电磁场世界，领略解析方法的力量，为解决实际工程问题提供强大的工具和深刻的洞见。

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这本书最让我感到惊喜的是它对“物理洞察力”的培养所倾注的心血，这使得它区别于市面上其他侧重于纯粹数学推导的同类书籍。作者似乎深知，掌握了公式并不等于真正理解了物理。因此，在大量的公式推导结束后，总会穿插一段充满洞察力的“物理诠释”环节。例如，在推导驻波在空腔谐振器中的能量分布时，作者并没有止步于求解本征值和本征函数，而是深入分析了不同模式下电场和磁场能量的相互转化与耦合关系，并讨论了损耗对品质因数的影响。这种对物理实在的紧密关注，让理论不再是抽象的符号游戏，而是与实际工程问题紧密相连。阅读这本书，我感觉自己仿佛是站在一个高处，俯瞰着整个电磁场的行为全貌，而不是仅仅在低头计算脚下的一个个公式。这种理论与实践并重，注重“为什么”而非仅仅“怎么做”的写作态度，非常符合我追求深度理解的阅读偏好。

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这本书的装帧设计非常有意思，封面采用了一种深沉的墨绿色，配上手绘的电磁波纹理，初看之下，给人一种既复古又充满科学感的视觉冲击。内页纸张的质感也相当不错，印刷清晰锐利，尤其是一些复杂的数学公式和图表，排版得井井有条，阅读起来毫不费力。我注意到作者在许多关键概念的阐述上，都非常注重逻辑的连贯性，不像有些教材那样只是罗列公式，而是深入探讨了物理图像的形成过程。比如，在讨论亥姆霍兹方程的求解时，作者用了大量的篇幅去剖析不同边界条件下，波函数行为的细微差别，这对于初学者来说，无疑提供了一个坚实的理论基础。而且，书中的习题部分设计得非常巧妙，它们不仅仅是检验知识点掌握程度的工具，更是引导读者进行更深层次思考的阶梯。许多题目都需要综合运用好几个章节的知识点，这迫使读者必须构建起一个完整的知识网络，而不是零散地记忆碎片化的信息。总的来说，从物理层面的直观理解到数学工具的严谨应用，这本书在细节处理上体现了极高的专业水准和对读者学习体验的关怀。

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我必须赞扬作者在处理复杂解析技巧时的耐心和细致，这在专业书籍中是相当难得的。举个例子，在处理麦克斯韦方程组在非均匀介质中的分离变量法时，涉及到的坐标变换和拉普拉斯算子的表达，往往是很多读者感到头疼的地方。这本书却将每一步的微积分操作都清晰地展示了出来，每一步的理由都交代得明明白白，几乎没有跳跃性的结论。对于那些数学基础相对薄弱，但又决心攻克这个领域的读者来说，这本书的详尽程度简直是雪中送炭。更让我印象深刻的是，书中引入了多种不同的数学工具来解决同一类问题，比如用格林函数法来处理散射问题，又用傅里叶变换来处理周期性结构，这展示了作者深厚的功力以及对问题解决策略的全面掌控。它教给我们的不是单一的解法，而是一套可以灵活迁移的“工具箱思维”，一旦掌握，面对新的边界条件或源项，我们就能迅速判断出哪种数学武器最为趁手。这种能力培养，远比单纯的知识灌输更有价值。

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这本书的叙述风格简直就是一场思维的冒险，它没有采用那种冷冰冰的、教科书式的标准陈述方式，反而更像是一位经验丰富的老教授在为你私下讲解那些晦涩难懂的物理难题。我尤其欣赏作者在引入新概念时所采用的“类比推理法”。他会从我们日常生活中能接触到的现象入手，比如水波的反射和折射，来类比电磁波在不同介质界面上的行为，这种由浅入深的引导方式，极大地降低了理解门槛。在某些处理奇异点或不连续面问题时，作者的论证过程充满了哲学思辨的味道，他似乎在引导我们思考“物理的本质到底是什么”，而不是仅仅满足于得出一个数值解。这种探讨精神，让阅读过程充满了乐趣和启发性。读完某一章后，我常常会合上书本，在脑海中反复推演他构建的那个物理模型，感觉自己不只是在学习一门技术，更是在参与一场关于宇宙规律的智力体操。对于那些渴望超越应试教育，真正想把电磁场理论内化为自己思维工具的人来说，这本书无疑是极佳的伴侣。

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这本书的排版和索引系统设计得非常人性化，对于一本涉及大量专业术语和符号的理工科著作来说，这是衡量其可用性的重要标准。我发现书中的符号定义高度一致，全书上下对同一个物理量，比如波阻抗或坡印廷矢量，都保持了恒定的符号表示，这避免了在不同章节间来回翻阅确认符号含义的烦恼。此外，书的目录结构设计得非常精妙，它不仅仅是章节名称的罗列，而是清晰地展示了知识点的层级关系，从宏观的场论基础到微观的散射理论，脉络一目了然。当我需要回顾某个特定的知识点，比如关于坡印廷矢量在瞬时值和平均值下的物理意义区分时，我能迅速定位到相关段落。这种对阅读流程的优化，极大地提高了我的学习效率。很多参考书在后期会大量依赖读者对前文的记忆，而这本书似乎更注重“可查阅性”，即便隔了很长时间再回头看，也能凭借其清晰的组织结构快速进入状态。

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