地球电磁现象物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:徐文耀

出品人:

页数:558

译者:

出版时间:2009-1

价格:96.00元

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isbn号码:9787312022562

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• 地球电磁
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• 地球物理学
• 电磁学
• 地球电磁场
• 空间物理学
• 大气物理学
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• 地球物理探测
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• 地磁学

《宇宙脉动：从星辰到地核的电磁奥秘》 本书并非探讨地球本身电磁现象的物理学，而是将目光投向浩瀚宇宙，深入剖析电磁力在宇宙万物演化与相互作用中所扮演的至关重要的角色。我们将从最微观的基本粒子相互作用，逐步拓展到宏观天体的形成、演化乃至宇宙的最终命运。 第一章：电磁力的基石——粒子世界的涟漪 在本章中，我们将抛开对单一星球的研究，转而探索构成宇宙万物的最基本单元——基本粒子的电磁属性。通过量子电动力学（QED）的视角，我们将揭示光子作为电磁相互作用的媒介，如何在亚原子层面上编织起物质世界的结构。我们会探讨电子、质子等带电粒子如何通过交换光子而产生吸引与排斥，以及这些微观的“舞蹈”如何构筑了原子的稳定，进而影响了元素的性质。我们将深入了解电磁力在核力、弱核力等其他基本力之间的微妙平衡，理解正是电磁力的相对弱小，才使得宇宙能够形成复杂的原子和分子结构。本章将重点阐述电磁场的量子化概念，以及在极端条件下（如黑洞视界附近）可能出现的奇特量子电磁现象。 第二章：星辰的诞生与光芒——从星云到恒星的电磁驱动 本章将聚焦于恒星的形成与演化，这一切都离不开强大的电磁力量。我们将详细介绍巨型分子云在引力作用下坍缩的过程，但同时也会强调磁场在其中扮演的关键角色。磁场可以抑制引力坍缩，使得星云能够维持一定程度的稳定性，直到密度达到一定阈值。当核心温度升高，核聚变反应启动时，恒星便开始发光发热。我们将深入探讨核聚变过程中释放的能量如何通过光子辐射的形式向外传递，以及恒星内部不同区域（如对流层、辐射层）的能量输运机制，其中电磁辐射是主要形式。此外，我们还将研究恒星表面的磁场活动，如耀斑、日珥等，以及这些活动对周围空间环境的影响，包括恒星风的形成与传播。 第三章：行星的形成与磁场——宇宙尘埃的电磁吸附与动态平衡 本书将追溯行星的起源，解释电磁力如何促使微小的宇宙尘埃聚集，最终形成行星。在原行星盘中，尘埃颗粒通过范德华力等近距离电磁作用而相互吸附，形成越来越大的团块。当这些团块具备足够的质量和能量时，它们会通过引力聚集周围的物质，并在这个过程中，内部的运动与外来的电磁辐射相互作用，可能产生导电流体，进而形成行星的磁场。我们将详细探讨行星磁场的产生机制，如发电机效应，并分析行星磁场对行星大气层、生命起源乃至行星内部演化的深远影响。我们还会讨论磁场如何保护行星免受太阳风的侵袭，从而为生命的诞生和繁衍创造条件。 第四章：星系的结构与动力学——电磁力在宇宙尺度上的编织 本章将视角放大到星系层面，探讨电磁力如何在如此巨大的尺度上影响星系的结构和动力学。星系中存在着大量的自由电子和离子，它们在星系旋转和磁场的作用下，会产生宏观的电流，从而形成弥漫的星系磁场。我们将研究星系磁场对星系盘的稳定性、恒星形成区域的分布以及星系际物质的输运有何影响。此外，我们还会探讨黑洞的电磁活动，特别是活动星系核（AGN）喷流的形成，其强大的电磁过程能够将物质以接近光速的速度抛射到星系之外，对星系演化产生不可忽视的影响。 第五章：宇宙的电磁网格——从宇宙大尺度结构到引力波的电磁关联 本书将进一步探索宇宙学尺度上的电磁现象，研究宇宙微波背景辐射（CMB）中的微弱电磁信号所携带的早期宇宙信息。我们将探讨宇宙大尺度结构的形成，其中暗物质的引力作用是主导，但早期宇宙中的电磁相互作用同样扮演了塑造结构的微妙角色。我们还将触及前沿的宇宙学研究，如引力波的探测。虽然引力波本身并非电磁现象，但其产生源（如双黑洞、双中子星合并）往往伴随着剧烈的电磁辐射，这些同步观测为我们提供了理解极端天体物理过程的独特窗口。本书将分析这些天文事件中观测到的电磁信号（如伽马射线暴、快速射电暴）与引力波信号之间的关联，以及它们如何共同揭示宇宙的奥秘。 第六章：宇宙中的电磁波谱——信息的载体与未解之谜 本书的最后一章将以电磁波谱为线索，回顾宇宙中各种形式的电磁辐射，并探讨它们作为信息载体的重要性。从无线电波到X射线、伽马射线，每一种电磁波都携带着关于其来源的独特信息。我们将讨论如何通过分析不同波段的电磁辐射来探测遥远的星系、研究黑洞的性质、寻找系外行星的生命迹象，以及理解宇宙的演化历史。同时，本章也将提出当前天体物理学领域中与电磁现象相关的未解之谜，例如暗物质和暗能量的本质，以及它们与电磁场的潜在联系。 《宇宙脉动：从星辰到地核的电磁奥秘》旨在为读者提供一个全新的视角，去理解电磁力这一宇宙中最基本、最普遍的力量，是如何在宇宙的每一个角落，从最微小的粒子到最宏伟的结构，都发挥着至关重要的作用，驱动着宇宙的运动与演化。本书将激发读者对宇宙的无限好奇，并深刻体会到电磁现象在宇宙生命中的核心地位。

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我必须指出，这本书的“厚度”与其内容的广度是成正比的。它显然不是一本轻松的入门读物，更像是一本可以放在案头长期参考的“工具书”和“思想库”。我尤其关注了其中关于“瞬变电磁法”的原理介绍部分。作者没有简单地介绍这个勘探方法的应用，而是深入剖析了时间域电磁场在非均匀导体中的扩散机制，以及如何通过反演算法从测量数据中重建地下电阻率结构。这种对方法论核心物理的深挖，是许多同类书籍所欠缺的。书中对电磁波在地球大气层中的传播特性，特别是VLF（甚低频）和ELF（极低频）波的导行模式讨论，也相当专业，涉及了波导理论的深入应用。对于那些关注军事通信或深海探测领域的人士来说，这些内容具有极高的参考价值。唯一的“挑战”在于，某些高级章节的数学表达相当密集，阅读时需要保持高度的专注力，并准备好一支笔随时进行演算和标记，但这正是专业书籍的价值所在——它提供的是深度，而非肤浅的概览。

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这本书的阅读体验，说实话，是一场智力上的攀登。它的内容组织结构非常具有层次感，从静磁场、感应电场到时变电磁场在地球介质中的传播特性，每一步的推导都环环相扣，逻辑链条密不透风。我个人最喜欢它处理复杂问题的角度——非常注重物理图像的构建。比如，在讨论地电场和地磁场变化对地面基础设施的影响时，作者没有止步于理论公式的罗列，而是结合了实际案例，分析了感应电流在长距离输电线路上可能造成的危害。这种理论与工程的结合，让书中的知识立刻“活”了起来，不再是抽象的数学符号。更值得称赞的是，书中关于电磁场在复杂介质（如岩石圈、海洋）中传播的章节，引入了大量的边界条件处理方法和数值模拟的思路。虽然这部分内容对初学者可能有些门槛，但对于致力于地球物理勘探或空间天气预报的专业人士来说，它提供的工具箱是极其宝贵的。阅读过程中，我时常需要停下来，对照着大学时代的经典电磁学教材，反复确认某些推导的细节，这本身就是一种高效的知识复习过程。

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这本《地球电磁现象物理学》真是让我眼前一亮。翻开扉页，首先感受到的是作者严谨而深厚的学术功底。它不仅仅是一本教科书，更像是一部关于我们脚下这颗星球的“体检报告”，只不过报告的主题是那些无形却又无处不在的电磁波和场。我特别欣赏它对地磁场起源的深入探讨，从地球内部的液态外核对流到发电机理论的精妙阐述，作者没有满足于简单的概念介绍，而是用大量的数学模型和物理图像，将一个宏大而复杂的物理过程描绘得清晰可见。书中对空间电磁环境，比如范艾伦辐射带的结构、太阳风与地球磁层的相互作用，讲解得尤为细致。我印象最深的是关于极光现象的章节，它将高能粒子流与地球磁力线相互作用的动力学过程，通过精美的插图和层层递进的逻辑分析，展现出一种兼具科学美感和视觉冲击力的景象。对于那些希望从基础物理原理出发，理解地球电磁场如何影响日常通讯、导航乃至生命活动的研究生或高年级本科生来说，这本书无疑提供了坚实的理论基础和广阔的视野。它要求读者具备一定的电动力学和等离子体物理基础，但正是这种深入，使得读者能够真正领悟到地球物理学的魅力所在。

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真正让我觉得此书价值非凡的是其对“历史发展脉络”的梳理和对“前沿交叉领域”的涉猎。它没有将地球电磁现象孤立地看待，而是巧妙地将其嵌入到整个地球物理学乃至空间物理学的宏大框架中。例如，书中提及了历史上关键的实验，如伽伐尼和伏打的早期探索如何间接促进了电磁理论在地球科学中的应用，这极大地提升了阅读的趣味性。在现代研究方面，它对“电磁感应层析成像”（EMI）技术原理的描述，结合了先进的反演算法，展现了当代地球深部探测的前沿方向。书中的参考文献列表也十分可观，几乎涵盖了该领域过去半个世纪的核心文献，为有志于进一步深造的读者指明了清晰的求索路径。这本书的整体调性是严谨、全面且富有启发性的，它不仅告诉你“是什么”，更深入地解释了“为什么”和“如何用”，对于构建完整的知识体系是不可多得的优质资源。

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这本书的编排风格非常“古典”而扎实，图表清晰，注释详尽，体现了作者对知识体系完整性的极致追求。我发现它在处理“干扰源”这一问题时，表现得尤为全面。不仅仅讨论了自然的电磁干扰，如闪电和地磁暴，还系统性地分析了人为电磁噪声——从高压电线、铁路系统到现代的无线电台，它们如何叠加到背景场中，对高精度测量造成影响。这种对“噪音”的细致分类和建模，对于实际的野外数据采集和分析工作至关重要。此外，书中对“电磁场与地球物理源”的耦合效应的探讨也令人印象深刻。它不仅仅罗列了公式，还巧妙地使用了类比和历史背景来解释某些效应的发现过程，使得枯燥的理论有了鲜活的历史脉络。总的来说，它像一位经验丰富的老教授，用一种沉稳且令人信服的语调，引导你一步步揭开地球电磁现象的神秘面纱，让你明白，我们生活的环境，时刻处于一场无声的电磁交响乐之中。

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