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出版者:Routledge

作者:Walter J. Ammann

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1988-10-31

价格:USD 270.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789061918622

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统
• 暂态
• 冲击效应
• 电网
• 电力电子
• 电力质量
• 快速瞬变
• 负载
• 保护
• 仿真

好的，这是一份关于一本假想图书的详细简介，该书名为《电磁场理论导论：从麦克斯韦方程到现代应用》。 --- 图书名称：《电磁场理论导论：从麦克斯韦方程到现代应用》 作者： [此处可填入一位虚构的资深物理学家或工程师的名字] 出版社： [此处可填入一家学术或专业出版社的名称] --- 图书简介： 《电磁场理论导论：从麦克斯韦方程到现代应用》是一部全面、深入探讨经典电磁学基础理论及其在当代工程科学中广泛应用的权威著作。本书旨在为物理学、电子工程、通信工程、材料科学等领域的本科生、研究生以及专业技术人员提供一个坚实而系统的理论框架，使读者不仅能熟练掌握麦克斯韦方程组的数学形式，更能深刻理解其背后的物理内涵，并将其应用于解决复杂的实际问题。 本书的结构设计遵循了从基础概念到高级应用的逻辑递进路线，共分为十二章，每一章都力求在严谨的数学推导与清晰的物理图像之间取得完美平衡。 第一部分：基础与静态场（第1章至第4章） 本部分聚焦于电磁学的基石——静电场和静磁场。 第1章：电荷、电场与库仑定律 本章首先回顾了电荷的基本性质、电荷守恒定律，并引入了电荷密度概念。核心内容是对库仑定律的详细阐述，随后过渡到电场的概念。我们使用积分和微分两种形式，系统地推导了电场强度 $mathbf{E}$ 的定义，并展示了如何利用叠加原理计算复杂电荷分布产生的电场。本章特别强调了电场线在可视化电场分布中的作用，并辅以大量的几何体电场计算实例。 第2章：高斯定律与电势 高斯定律被视为理解电场分布的关键工具。本章深入探讨了高斯定律的积分形式和微分形式，并重点阐述了其在具有高对称性电荷分布（如无限平面、球体、无限长导线）问题求解中的强大效力。紧接着，本章引入了电势的概念，定义了电势梯度与电场的关系，并详细分析了静电场中的等势面。势能和电位的计算贯穿始终，为后续能量分析奠定了基础。 第3章：导体、电介质与电容 本章将理论应用于实际材料。我们详细分析了静电平衡下导体的性质，包括导体表面电荷分布的特性和导体内部场强为零的物理意义。随后，引入了电位移矢量 $mathbf{D}$，阐明了电介质材料（线性、各向同性）对场分布的影响，并定义了相对介电常数。电容器的结构、串并联组合及其储能计算是本章的实践重点。 第4章：静磁场与毕奥-萨伐尔定律 从静电场过渡到静磁场，本章引入了稳恒电流的概念以及电流密度 $mathbf{J}$。核心内容是毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart Law），用于计算由稳恒电流元产生的磁感应强度 $mathbf{B}$。我们详细推导了直线电流、圆形电流环和螺线管产生的磁场，并展示了这些基础构型在实际电磁器件设计中的重要性。 第二部分：从静态到动态——麦克斯韦方程组的构建（第5章至第8章） 本部分是全书的理论核心，致力于构建和理解统一的电磁场理论。 第5章：安培定律与磁矢量位 本章引入了安培定律，并着重分析了其在无限长导线、螺线管等情况下的应用。随后，我们探讨了磁矢量位 $mathbf{A}$，将其定义为 $mathbf{B} = abla imes mathbf{A}$，从而将求解磁场的问题转化为求解磁矢势的泊松方程。本章还讨论了磁场中的功与能量密度。 第6章：法拉第电磁感应定律 法拉第定律标志着电与磁之间动态联系的建立。本章系统阐述了磁通量的概念及其随时间的变化率如何产生电动势（$mathcal{E} = -frac{dPhi_B}{dt}$）。我们详细区分了动生电动势（导体在磁场中切割磁感线）和感生电动势（时变磁场），并通过朗之万-麦克斯韦模型对感生电场 $mathbf{E}$ 的产生机制进行了深入分析。 第7章：麦克斯韦方程组的统一与形式 这是本书的里程碑章节。本章系统地整合了前述所有定律，引入了麦克斯韦关键的“位移电流”概念，修正了安培定律，从而形成了完整的麦克斯韦方程组（微分和积分形式）。我们详尽地分析了这四个方程在描述电磁现象中的完备性，包括电荷守恒与电荷连续性方程的必然联系。 第8章：电磁波的产生与传播 基于麦克斯韦方程组，本章导出了自由空间中的齐次（无源）波动方程。我们推导了平面电磁波的相速、波长和频率关系，并详细分析了横波的特性。本章通过精确的矢量分析，证明了电场和磁场分量之间的相互垂直关系，并计算了波的平均能流密度，即坡印亭矢量 $mathbf{S}$。 第三部分：高级主题与实际应用（第9章至第12章） 本部分将理论应用于复杂的介质环境和工程实践中。 第9章：导行介质中的电磁波 本章将电磁波理论扩展到有限边界条件下的导行媒质，特别是无损和有损均匀介质。我们详细分析了波在介质中的传播常数、传播模式（如集肤深度），以及波的反射与折射现象。本章重点讲解了斯涅尔定律的电磁场推导，并引入了菲涅耳公式，用于计算不同入射角下的反射系数和透射系数。 第10章：传输线理论与阻抗匹配 传输线是信息和能量传输的物理基础。本章从麦克斯韦方程组的横向分量出发，推导了特勒根（Telegrapher's）方程。我们引入了特征阻抗、输入阻抗、反射系数和驻波比（VSWR）等关键参数，并详细介绍了史密斯圆图在无损传输线上的应用，包括单节匹配和宽带匹配的工程方法。 第11章：静电与静磁场的边界值问题 本章回归到对特定区域内场分布的求解，专注于泊松方程和拉普拉斯方程的解法。我们采用分离变量法、格林函数法和共形映射法等数学工具，求解了在特定边界条件下（如电极形状）的电势分布，这对于理解电磁兼容性（EMC）和高压设备设计至关重要。 第12章：辐射理论与天线基础 作为电磁场应用的最终环节，本章探讨了电磁波的产生——辐射问题。我们从小振子（如偶极子天线）的远场辐射特性入手，推导了辐射场公式，并引入了天线的增益、方向图和有效面积等重要概念。本章为理解无线通信和射频工程提供了坚实的电磁学基础。 本书特点： 数学严谨性： 所有核心概念均基于向量微积分和偏微分方程的严格推导。 物理直观性： 大量使用物理图像和类比，帮助读者建立对场概念的直观理解。 工程实用性： 章节末尾设置了丰富的“案例分析”部分，展示电磁理论在雷达、微波器件和EMC设计中的应用。 本书是深入掌握现代电磁学，迈向高级物理与工程研究的必备参考书。 ---

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读完这本书，我最大的感受是思维被极大地拓展了边界。作者的叙事角度非常新颖，他似乎完全摒弃了传统的线性逻辑框架，转而采用了一种更接近于“感受”和“感知”的方式来构建他对“冲击效应”的理解。他大量运用类比和隐喻，将那些难以用精确公式描述的现象，转化成了读者可以直观想象的画面。举例来说，他对材料在极高应力下的响应描述，完全超越了我过去接触的任何材料科学读物，它不再是关于屈服点和断裂韧性的枯燥数据，而是一场关于结构韧性与脆弱性之间微妙博弈的史诗。不过，这种高度主观和概念化的表达方式，无疑也提高了阅读的门槛。我时常需要停下来，反复咀嚼那些精心构造的句子，试图从字里行间解读出作者那深不可测的意图。这本书更适合那些已经具备一定专业背景，渴望从全新哲学高度审视现有知识体系的读者。它不像一本“工具书”，更像是一剂强效的“思想催化剂”，让你对已有的认知框架产生怀疑，并促使你重新审视那些被我们习以为常的“正常”状态。

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这本书的阅读体验，与其说是在学习知识，不如说是在进行一场智力上的“角力”。作者的文字充满了挑战性，他似乎故意避开所有约定俗成的术语解释，而是期望读者能带着自己既有的知识储备，与他进行一场高强度的智力对话。书中的论证结构非常独特，它不是一个自下而上的积累过程，而更像是一个由核心洞察引发的、向四周辐射的阐释网络。我发现自己不得不频繁地查阅一些相邻学科的基础知识，以确保自己能够跟上作者的思维速度。这种阅读的“摩擦力”虽然增加了阅读的难度，却也带来了巨大的成就感——每当我成功地跟上作者的一个复杂推论时，都会有一种豁然开朗的感觉。这本书的价值在于它挑战了我们对“快速”和“影响”的定义，它将我们从对宏观稳定性的执着中解放出来，去关注那些在极短时间内完成的、却能决定事物最终命运的“临界事件”。对于那些渴望突破现有理论瓶颈，寻求全新研究范式的学者来说，这本书无疑是一份极具启发性的邀请函，它要求你放下惯性思维，全速投入到对瞬态现象的深度探索之中。

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从一个侧重于应用工程角度的读者来看，这本书提供了一种非常颠覆性的思维框架。它没有给我提供现成的设计公式，也没有教会我如何计算一个具体的“瞬态载荷”的峰值压力，它的价值在于提升了我们对“瞬态”事件的“敏感度”。作者成功地将许多在传统力学中被简化或忽略的微秒级、毫秒级的动态过程，提升到了核心研究的高度。他反复强调，在许多高能物理或高速撞击场景中，材料的“历史”远不如它在事件发生瞬间的“状态”重要。书中引用的案例大多非常前沿和具有挑战性，涵盖了从超高速冲击到极端电磁脉冲等多个领域，这显示出作者扎实的跨学科功底。对我而言，最大的收获是学会了如何去“预判”那些非线性的反馈环路，如何在系统尚未完全崩溃前，识别出那些预示着巨大变化的微小信号。这本书更像是给工程师和科学家们提供了一张新的“心智地图”，告诉我们在探索未知领域时，目光应该投向何处，它鼓励我们去拥抱不确定性，而不是试图用静态模型去驯服动态世界。

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翻开这本书，我首先被它那精炼的标题所吸引，但随之而来的阅读体验却让我陷入了深深的思考。作者似乎有一种将复杂概念抽丝剥茧的魔力，他没有过多地纠缠于那些教科书式的冗长定义，而是直奔主题，用一种近乎诗意的语言描绘着那些看似抽象的物理现象。我尤其欣赏他对“瞬时性”的捕捉，那种稍纵即逝却蕴含巨大能量的瞬间，被他描绘得淋漓尽致，仿佛我能亲眼目睹能量在特定时间点的剧烈爆发与随后的迅速衰减。然而，这种克制也带来了一丝遗憾，在某些关键的理论推导环节，我感觉作者略显仓促，仿佛在赶时间向读者展示下一个更具冲击力的场景，导致某些基础的数学工具没有得到充分的展开和论证，对于初学者来说，可能会在理解其深层逻辑时感到吃力。整本书的节奏感非常强，从开篇的蓄势待发到中间的高潮迭起，再到尾声的平稳过渡，都显示出作者高超的叙事技巧。这更像是一部关于动态系统响应的艺术品，而非冷冰冰的科学论文，它挑战了我们对“稳定”的传统认知，迫使我们去关注那些转瞬即逝的“不稳定”所蕴含的巨大信息量。

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这本书的装帧设计和文字排版本身就充满了一种“快速响应”的意味。字体选择偏向于现代感和锐利感，页边距的处理也显得紧凑有力，几乎没有一丝冗余的空间，这种视觉上的压迫感，恰到好处地呼应了书中所探讨的主题——对时间敏感的剧烈变化。我特别欣赏作者在论述过程中，对于“边界条件”的强调。他似乎认为，真正的科学洞察往往发生在系统的边缘，在那些极端的、非线性的条件下，系统才会暴露出其最本质的特性。书中对“初始扰动”的分析尤其深刻，他展示了微小的、几乎可以忽略的初始差异，如何被系统的内在机制放大，最终导致截然不同的宏观结果。这让我联想到了复杂系统理论中的蝴蝶效应，但作者的视角更聚焦于能量和动量在极短时间窗口内的交换。我唯一觉得美中不足的是，某些章节的论证链条过于跳跃，虽然最终的结论令人信服，但中间那段“飞跃”的过程，缺乏足够的“桥梁”支撑，使得我不得不自行填补大量的逻辑空白，这对于保持阅读的流畅性是一种考验。

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