伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:机械工业出版社作者:Ｅ. Ｍ. 珀塞尔出品人: 页数:707 译者:宋峰等出版时间:2018-4-1 价格:188.00元装帧:平装 isbn号码:9787111574514 丛书系列:

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具体描述

50年来，EdwardM.Purcell的经典教科书向学生们展示了电场和磁场的世界。第3版又做了更新，统一使用国际标准单位（SIunits），新增了数以百计的新实验、新问题、新数据，另外一个特点就是增加了物理在实际生活中应用的内容。这本教科书涵盖了所有的电磁场方面的知识点，包括静电学、磁场、电流、电磁波，以及物质中的电磁场，等等。用现代的方法来看，磁场的产生是相对论作用的结果。随着物理知识的深入，引入了数学概念和公式，这使得物理的阐述过程更加清晰。讲述的宏观物理现象由基础的微观物理严格导出。有用的例子、几百个图解说明、将近600道章后思考题和习题，使得这本书成为电磁学课程的理想教材。教师们可以在www.cambridge.org/Purcell-Morin上找到“练习”对应的答案。

经典力学导论：探寻物质世界的运动规律本书简介《经典力学导论》旨在为读者提供一个全面而深入的经典力学基础。全书以严谨的数学框架为依托，系统地阐述了描述宏观物体运动所必需的基本概念、原理和方法。本书的编写遵循循序渐进的原则，力求在保持物理图像清晰直观的同时，不失理论的深度和广度。本书的内容涵盖了经典力学理论的核心组成部分，从牛顿力学的基本公设出发，逐步过渡到更具普适性和优雅性的拉格朗日力学和哈密顿力学体系。我们相信，理解这些更高级的理论框架，对于掌握现代物理学的各个分支至关重要。第一部分：牛顿力学的基础与应用本部分首先回顾了伽利略相对性原理和牛顿运动定律，作为整个力学体系的基石。我们详细讨论了惯性参考系和非惯性参考系的概念，并引入了惯性力（如科里奥利力和离心力）的物理意义和数学处理方法。在概念铺垫之后，重点转向了守恒定律。动量、角动量和能量的守恒定律被提升到核心地位。我们不仅探讨了这些守恒量在不同物理情境下的表现，还深入分析了守恒定律与系统对称性之间的内在联系（诺特定理的初步应用）。本部分通过大量的实例来巩固理论：从简单的直线运动到复杂的平面运动，再到三维空间中的轨道问题。特别是对中心力问题的深入分析，包括开普勒定律的推导、行星轨道的稳定性分析，以及微扰理论在处理受迫运动中的初步应用，为读者构建了一个扎实的、基于向量代数的力学模型。第二部分：振动与波的描述振动和波是自然界中最普遍的现象之一。本书的第二部分专门致力于对线性振动系统进行详尽的分析。我们从单自由度系统的简谐振动（SHM）开始，详细分析了阻尼振动和受迫振动。在讨论受迫振动时，我们引入了“共振”这一关键物理现象，并从能量和相位的角度对其进行了透彻的分析。随后，讨论扩展到多自由度系统。我们引入了系统的自由度、广义坐标的概念，并使用矩阵方法来求解特征频率和振型。本节的重点在于矩阵对角化，它揭示了耦合振动系统可以分解为一组独立的简谐振子的叠加这一深刻物理图像。对于连续介质中的振动，即波的传播，我们推导了弦、杆和膜上的波动方程。从一维波动方程出发，我们探讨了驻波、行波的解法，并引入了傅里叶级数和傅里叶变换作为分析任意波形和周期性问题的强大工具。对波的色散关系和群速度的区分，是理解波现象本质的关键。第三部分：解析力学：从约束到变分原理为了处理更复杂的系统，特别是包含复杂约束的系统，本书引入了解析力学的框架。这是从牛顿力学的向量形式向更抽象、更通用的数学语言过渡的关键一步。我们首先详细讨论了约束的性质（完整约束和非完整约束）以及广义坐标的选择。随后，本书的核心内容——达朗贝尔原理被引入，它为从力和加速度的关系过渡到能量和虚功的关系搭建了桥梁。基于达朗贝尔原理，我们推导出了拉格朗日方程。拉格朗日量 $L = T - V$ 的定义及其在动力学中的核心作用被详尽阐述。读者将学习如何构造拉格朗日量，并利用欧拉-拉格朗日方程求解各种经典系统的运动方程，包括圆锥摆、陀螺仪的进动等。本部分还深入探讨了守恒量在拉格朗日体系中的体现。对于那些不显含于拉格朗日量中的广义坐标，其对应的广义动量是守恒的——这是对牛顿力学中守恒律的代数化推广。第四部分：哈密顿力学与相空间分析作为解析力学的进一步升华，哈密顿力学提供了一种描述系统状态和演化的更深刻的视角。本部分侧重于相空间的概念和哈密顿方程的结构。我们首先从拉格朗日量出发，通过勒让德变换引入了哈密顿量 $H$（通常对应于系统的总能量）。哈密顿方程是一组一阶微分方程，它们精确地描述了系统在 $2N$ 维相空间中的轨迹。相空间分析是本部分的核心。我们探讨了相轨迹的拓扑性质，保守系统的流线特性，以及泊松括号的概念。泊松括号不仅是检验守恒量和可积性的有力工具，它也直接导向了量子力学中的对易关系。最后，本书简要介绍了正则变换。正则变换允许我们选择最方便的坐标系（如使用作用变量和角变量）来求解哈密顿方程，有时可以将复杂的系统完全积分。这为理解微扰论在长期演化中的应用打下了坚实的数学基础。适用对象本书适合物理学、工程学及相关学科中高年级本科生和初级研究生作为标准教材或深入参考书。它要求读者具备扎实的微积分和基础线性代数知识。通过对本书的学习，读者将不仅能够熟练运用经典力学的工具解决实际问题，更能深刻理解物理定律的内在结构和对称性之美。

作者简介

Edward M. Purcell, 分别在其科研成果、教育以及市民工作方面被授予了很多奖励。1952年，他因为发现了液体和固体的核磁共振现象而获得诺贝尔物理学奖，通过核磁共振，可以简单、精准地确定有多种用途的基础材料的化学结构，包括磁共振成像的材料（ＭＲＩ）。在他的事业生涯中，曾经分别做过艾森豪威尔总统、肯尼迪总统以及约翰逊总统的技术顾问。

David J. Morin, 哈佛大学物理系的讲师，大学生研究会的副董事。他也是教科书《经典力学导论》（剑桥大学出版社，2008）的作者。

目录信息

中译本再版前言
“伯克利物理学教程” 序
“伯克利物理学教程” 原序（一）
“伯克利物理学教程” 原序（二）
第３版前言
第２版前言
第１版前言
第１章　静电学：电荷与电场１
１１　电荷１
１. ２　电荷守恒定律３
１. ３　电荷的量子性４
１. ４　库仑定律６
１. ５　电荷系统的能量１０
１. ６　晶格中的电能１３
１. ７　电场１５
１. ８　电荷分布１８
１. ９　通量２０
１. １０　高斯定理２２
１. １１　球形对称分布电荷的电场２５
１. １２　线电荷的电场２７
１. １３　无限大带电平面的电场２８
１. １４　电荷层的受力３０
１. １５　电场的能量３２
１. １６　应用３５
本章总结３７
习题３７
练习４３
第２章　电势５２
２. １　电场的线积分５２
２. ２　电势差和电势函数５４
２. ３　标量函数的梯度５７
２. ４　从电势推导出电场５８
２. ５　分布电荷的势能５９
２. ６　均匀带电圆盘６１
２. ７　偶极子６５
２. ８　矢量函数的散度７０
２. ９　高斯定理和高斯定理的微分
形式７２
２. １０　笛卡儿坐标系中的散度７４
２. １１　拉普拉斯算符７７
２. １２　拉普拉斯方程７９
２. １３　物理和数学的差别８０
２. １４　矢量函数的旋度５８１
２. １５　斯托克斯定理８４
２. １６　笛卡儿坐标系中的旋度８５
２. １７　旋度的物理意义８７
２. １８　应用９２
本章总结９４
习题９５
练习１０１
第３章　导体的电场１０９
３. １　导体和绝缘体１０９
３. ２　静电场中的导体１１０
３. ３　静电场中的普遍问题和唯一性
定理１１６
３. ４　镜像电荷１２０
３. ５　电容和电容器１２５
３. ６　几种导体上的电势和电荷１２９
３. ７　电容器的储能１３２
３. ８　对于边值问题的几种其他
观点１３４
３. ９　应用１３５
本章总结１３６
习题１３７
练习１４３
第４章　电流１５４
４. １　电流和电流密度１５４
４. ２　稳恒电流和电荷守恒１５６
４. ３　电导率和欧姆定律１５８
４. ４　电导的物理意义１６４
４. ５　金属的电导１７１
４. ６　半导体１７３
４. ７　电路和电路元件１７７
４. ８　电流的能量损耗１８１
４. ９　电动势和伏打电池１８１
４. １０　含有多个电压源的电路１８５
４. １１　阻容电路中的电流１８８
４. １２　应用１９１
本章总结１９４
习题１９４
练习１９９
第５章　运动电荷的电场２０６
５. １　从奥斯特到爱因斯坦２０６
５. ２　磁力２０８
５. ３　运动电荷的测量２１０
５. ４　电荷不变性２１２
５. ５　不同参考系下的电场测量２１５
５. ６　匀速运动的点电荷的场２１９
５. ７　变速运动的点电荷的场２２４
５. ８　作用于运动电荷的力２２６
５. ９　运动电荷之间的相互作用２３０
本章总结２３８
习题２３８
练习２４０
第６章　磁场２４５
６. １　磁场的定义２４５
６. ２　磁场的一些性质２５３
６. ３　矢势２５９
６. ４　任意载流导线的磁场２６２
６. ５　线圈的磁场２６５
６. ６　载流薄平板的Ｂ的变化２６９
６. ７　场之间如何转化２７３
６. ８　罗兰实验２８０
６. ９　磁场中的电传导：霍尔效应２８１
６. １０　应用２８３
本章总结２８７
习题２８８
练习２９４
第７章　电磁感应３０３
７. １　法拉第的发现３０３
７. ２　均匀磁场中运动的导体棒３０６
７. ３　非均匀磁场中运动的导线
回路３０８
７. ４　场源移动情况下的静止回路３１５
７. ５　电磁感应定律３１６
７. ６　互感３２１
７. ７　互易定理３２３
７. ８　自感３２５
７. ９　电路中的自感现象３２７
７. １０　磁场中的储能３２９
７. １１　应用３３０
本章总结３３４
习题３３４
练习３３９
第８章　交变电路３４５
８. １　谐振电路３４５
８. ２　交流电３５０
８. ３　复指数解３５７
８. ４　交流电路３６０
８. ５　导纳和阻抗３６２
８. ６　交流电路的功率和能量３６９
８. ７　应用３７２
本章总结３７４
习题３７４
练习３７７
第９章　麦克斯韦方程组
和电磁波３８２
９. １　缺少了什么３８２
９. ２　位移电流３８５
９. ３　麦克斯韦方程组３８７
９. ４　电磁波３８９
９. ５　其他波动形式；波的叠加性３９１
９. ６　电磁波传输的能量３９４
９. ７　不同参考系下波的表现形式３９９
９. ８　应用４００
本章总结４０２
习题４０３
练习４０５
第１０章　物质内部的电场４０９
１０. １　电介质４０９
１０. ２　电荷分布的矩４１３
１０. ３　偶极子的电场和电势４１７
１０. ４　外电场作用于偶极子的力矩
和力４１８
１０. ５　原子和分子的偶极子；感应
偶极矩４２０
１０. ６　永久偶极矩４２３
１０. ７　极化物质引起的电场４２５
１０. ８　电容器的另一种解释４３０
１０. ９　极化球体的电场４３３
１０. １０　均匀场中的电介质球４３６
１０. １１　电介质中电荷的电场，高斯定律
４３７
１０. １２　电介质的微观表征４４１
１０. １３　变化场中的极化４４３
１０. １４　束缚电荷的电流４４４
１０. １５　电介质中的电磁波４４６
１０. １６　应用４４８
本章总结４４９
习题４５０
练习４５２
第１１章　物质中的磁场４５８
１１. １　各种物质对磁场的响应４５８
１１. ２　不存在磁“荷” ４６２
１１. ３　电流回路的场４６４
１１. ４　外场中偶极子受的力４６８
１１. ５　原子中的电流４７２
１１. ６　电子自旋和磁矩４７７
１１. ７　磁化率４８０
１１. ８　磁化物质引起的磁场４８１
１１. ９　永磁体的磁场４８５
１１. １０　自由电流和磁场强度Ｈ４８８
１１. １１　铁磁性４９２
１１. １２　应用４９７
本章总结４９９
习题５００
练习５０１
第１２章　习题解答５０８
１２. １　第１章５０８
１２. ２　第２章５３０
１２. ３　第３章５５１
１２. ４　第４章５７０
１２. ５　第５章５８４
１２. ６　第６章５８８
１２. ７　第７章６０８
１２. ８　第８章６１９
１２. ９　第９章６２９
１２. １０　第１０章６３７
１２. １１　第１１章６４５
附录Ａ　国际标准单位制（ＳＩ）
和高斯单位制的区别６５１
附录Ｂ　ＳＩ单位制中的常用
物理量６５６
附录Ｃ　单位的转换６６０
附录Ｄ　ＳＩ和高斯单位制中的
公式６６４
附录Ｅ　ＳＩ和高斯单位之间的
准确关系６７３
附录Ｆ　曲线坐标系６７５
附录Ｇ　狭义相对论简介６８５
附录Ｈ　加速电荷辐
射出的场６９１
附录Ｉ　超导６９４
附录Ｊ　磁共振６９７
附录Ｋ　一些实用的公
式／事实７００
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书在概念讲解上的严谨性。很多时候，我们在学习物理时，会因为一些概念的模糊而导致后续的理解出现偏差。而《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》在这方面做得非常到位。作者在引入每一个新概念时，都会给出清晰的定义，并解释其物理意义。他还会用一些形象的比喻来帮助读者理解抽象的概念，比如在讲解磁场时，他会将其类比为水的流动，磁力线则像是水流的轨迹。这种类比虽然不是完全精确，但却能帮助读者建立起初步的直观认识，为后续深入学习打下基础。此外，书中对一些易混淆的概念，比如电场强度和电势、磁场强度和磁感应强度等，都进行了详细的辨析，让读者能够清晰地区分它们之间的联系和区别。

☆☆☆☆☆

我在这本书中，找到了学习电磁学真正的乐趣。它不再是一堆枯燥的公式和定理的堆砌，而是一个充满奇妙现象和深刻道理的迷人世界。作者用他饱含热情和智慧的笔触，带领我们探索电荷、电流、磁场、电磁波这些神秘的力量，以及它们之间错综复杂的联系。每一次的阅读，都能让我对宇宙的运行规律产生新的敬畏。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一扇通往电磁学奥秘的大门，一旦推开，便能沉醉其中，无法自拔。

☆☆☆☆☆

在内容编排上，这本书可谓是匠心独运。作者并没有拘泥于传统的章节划分，而是将一些相关的概念和原理有机地结合在一起，形成了一个逻辑清晰、循序渐进的学习体系。例如，在讲解电磁感应时，作者并没有将其孤立开来，而是将其与法拉第定律、楞次定律等联系起来，并进一步引申到电磁波的产生和传播。这种“融会贯通”的编排方式，让读者能够更全面地理解电磁学的内在联系，而不是零散地记忆一些孤立的知识点。我常常觉得，读完一个章节，就仿佛打通了一个重要的“任督二脉”，对整个电磁学体系有了更深刻的认识。

☆☆☆☆☆

这本书的图示和插图也是一大亮点。在学习物理时，直观的图像和图示往往比文字更能帮助我们理解抽象的概念。而《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》中的图示，设计得非常精美且富有启发性。无论是描绘电场线和磁力线的分布，还是展示电磁波的传播过程，这些图示都清晰地展现了物理现象的本质。我常常会在遇到难懂的概念时，反复观看书中的图示，从中找到理解的线索。这些图示不仅仅是装饰，更是帮助我们构建物理模型、理解物理规律的重要工具。

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作为一名物理专业的学生，我深知数学工具在电磁学中的重要性。而《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》在数学的应用上，堪称典范。作者并没有将数学视为一种障碍，而是将其巧妙地融入到物理概念的讲解中。他会在讲解过程中，自然而然地引入所需的数学工具，比如向量分析、微分方程等，并详细解释这些工具如何帮助我们描述和解决电磁学问题。书中充满了各种精妙的数学推导，这些推导过程清晰明了，逻辑严谨，让读者不仅能够掌握结论，更能理解推导的思路和方法。我尤其喜欢书中关于积分方程和微分方程在电磁学中的应用的章节，它们让我对数学在物理世界中的强大力量有了更深刻的认识。

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这本书的价值远不止于课堂学习。即使你已经学完了电磁学课程，或者你是一名已经工作的工程师，我依然强烈推荐你翻阅一下这本书。书中包含的很多深入的讨论和前沿的思考，能够帮助你巩固和深化已有的知识，甚至发现一些新的理解角度。我尤其喜欢书中关于电磁场与物质相互作用、以及电磁波在不同介质中传播的章节，这些内容对于理解一些复杂的物理现象非常有帮助。它就像一位经验丰富的老师，总能在你似懂非懂的地方，给予精准的点拨，让你豁然开朗。

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总而言之，《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》是一本集知识性、系统性、趣味性和启发性于一体的优秀教材。它不仅适合物理专业的学生作为入门和进阶的学习读物，也适合任何对电磁学感兴趣的读者。它能够帮助你建立起扎实的电磁学基础，培养严谨的科学思维，甚至激发你对物理学的更深层次的热爱。我毫不犹豫地将它推荐给所有想要深入了解电磁学世界的同仁们。

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这本书的习题设计也堪称一绝。很多物理教材的习题要么过于简单，缺乏挑战性，要么过于偏僻，脱离实际。但《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》的习题，既有巩固基础概念的基础题，也有锻炼思维能力的综合题，更有启发性的思考题。这些习题覆盖了书本的各个章节，能够有效地检验读者对知识的掌握程度。而且，很多习题都取材于实际的物理现象或工程应用，这不仅增加了学习的趣味性，也让读者能够看到理论知识如何应用于解决现实世界的问题。我经常在做完习题后，会对着答案反复琢磨，从中学习到很多解题的技巧和思路。

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这本书简直是电磁学领域的百科全书！我作为一名物理学爱好者，一直对电磁现象充满了好奇，但市面上的教材要么过于浅显，要么过于晦涩。直到我遇到这本《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》，我才真正体验到了深入浅出的魅力。作者的讲解方式非常独到，他并没有直接罗列枯燥的公式和定理，而是从最基本的概念出发，循序渐进地引导读者去理解电磁学的精髓。例如，在讲解电场和电势时，作者并没有立刻给出高斯定律或泊松方程，而是通过一些经典的物理场景，比如点电荷产生的电场、均匀带电球体的电场等，让读者直观地感受到电场的性质，然后再引入数学工具来描述。这种“先感性认识，再理性分析”的学习路径，极大地降低了学习难度，让即便是初学者也能轻松入门。

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这本书的翻译质量也让我非常满意。作为一本引进版教材，翻译的质量直接关系到读者能否顺畅地阅读和理解。幸运的是，《伯克利物理学教程(SI版) 第2卷电磁学(翻译版•原书第3版)》的翻译非常出色，语言流畅自然，术语准确，并且很好地保留了原著的精神和风格。我感觉译者在翻译过程中，不仅是简单地“搬运”文字，更是深入理解了原著的思想，并将之用汉语恰当地表达出来。即使是那些在电磁学领域比较专业的术语，译者也处理得恰到好处，并根据中文的表达习惯进行了调整，使得阅读体验非常舒适。

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