Geometrical Charged-Particle Optics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Rose, Harald H.

出品人:

页数:430

译者:

出版时间:

价格:$ 224.87

装帧:

isbn号码:9783540859154

丛书系列:

图书标签:

Charged-Particle Optics
Geometrical Optics
Electron Optics
Ion Optics
Beam Optics
Plasma Optics
Focusing
Aberrations
Charged Particles
Optics Design

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具体描述

The book covers all theoretical aspects of modern geometrical charged particle optics. It is intended as a textbook for graduate student and as a guide for researchers, who are involved in the design of electron optical instruments and beam-guiding systems for charged particles. Procedures for calculating the properties of systems with arbitrarily curved axis are outlined in detail and methods are discussed for designing and optimizing special components such as aberration corrector, spectrometers, energy filters, monochromator, ion traps, electron mirrors and cathodes. The design of novel electron optical components enabling sub-Angstroem spatial resolution and sub-0.1eV energy resolution are discussed. Relativistic motion and spin precession of the electron is treated in a concise way by employing a covariant five-dimensional procedure.

《电磁场理论与应用基础》内容概要本书旨在为物理学、电子工程、材料科学等领域的学生和研究人员提供一套全面、深入的电磁场理论基础，并重点阐述其在现代工程技术中的广泛应用。全书内容组织严谨，逻辑清晰，从经典麦克斯韦方程组出发，系统地推导了静电场、静磁场、时变电磁场乃至电磁波传播的理论框架。第一部分：静电场理论与分析本书首先从库仑定律和电荷守恒定律入手，详细讨论了静电场的性质和描述方法。矢量分析在电磁学中的应用是本章的重点，包括电场强度（$mathbf{E}$）、电位移矢量（$mathbf{D}$）以及电势（$phi$）的概念。我们深入探讨了高斯定理在线性和非线性介质中的应用，尤其关注了如何利用高斯定理简化复杂对称电荷分布的场计算。随后，引入了电势的概念，并推导了泊松方程和拉普拉斯方程。拉普拉斯方程的求解是静电场分析的核心工具。本书通过详细的实例，展示了分离变量法、镜像法等在解决特定边界条件（如导体、介质分界面）下的静电势问题的有效性。对于电介质中的电场，我们详细分析了极化现象、束缚电荷的产生及其对宏观电场的影响，讨论了电容的计算方法，并引入了储能密度和电场能量的概念。第二部分：静磁场理论与应用本部分聚焦于恒定电流产生的磁场。内容涵盖毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律，作为计算磁感应强度（$mathbf{B}$）和磁场强度（$mathbf{H}$）的基本工具。与静电场类似，我们强调了矢量磁势（$mathbf{A}$）在静磁场求解中的重要性，并推导了其满足的泊松方程形式。磁介质的引入是本章的难点与重点。详细阐述了磁化强度（$mathbf{M}$）的概念，分析了顺磁、抗磁和铁磁材料在外部磁场中的响应特性。我们通过分析磁通量、磁阻的概念，讨论了磁路理论，并将其应用于变压器和电感器的初步设计考量。本部分还包括对磁标量势的讨论及其在无源区求解静磁场中的优势。第三部分：时变电磁场与麦克斯韦方程组本书的核心在于对时变场的处理。法拉第电磁感应定律的引入，标志着从静场到动场的过渡。我们详细分析了动生电动势和涡流效应。基于法拉第定律和安培定律的修正（位移电流），本书最终构建了完整的麦克斯韦方程组（微分形式和积分形式）。麦克斯韦方程组的物理意义和相互联系是本章的精髓。我们展示了方程组如何自然地预言了电磁波的存在，并推导出了电磁波在真空和均匀介质中的波动方程。随后，对平面电磁波的特性进行了深入探讨，包括波阻抗、传播常数、相位速度和群速度。极化——线极化、圆极化和椭圆极化——的数学描述和物理图像在本章中得到了详尽的阐述。第四部分：电磁波的传播、反射与散射本部分将理论应用于实际的电磁波传播问题。首先，讨论了在有损耗介质（如导体）中电磁波的衰减特性，引入了趋肤深度和传播常数的复数形式。随后，重点分析了电磁波在不同界面上的行为。在平面边界上，我们利用边界条件推导了菲涅耳公式，精确计算了垂直入射和斜入射情况下电磁波的反射系数和透射系数，并深入分析了全反射现象。对于有限尺寸的导体和介质界面，本书介绍了惠更斯原理在波前构造中的应用。第五部分：导波与辐射本章讨论了受限结构中的电磁波传播——导波。我们详细分析了平行板波导中的横电（TE）模和横磁（TM）模，讨论了截止频率、色散关系以及导波管中的能量传输特性。对于圆波导，虽然分析复杂，但本书提供了主要模式的定性描述及其在微波技术中的意义。最后，本书转向电磁波的辐射问题。从考虑一个小的电流元（赫兹偶极子）开始，系统地推导了远场（辐射场）的表达式。随后推广到一般天线的辐射场，引入了辐射方向图、天线增益、有效面积和输入阻抗等关键参数。对半波振子和全波振子等常用天线的辐射特性进行了具体的数值分析和图形展示。结论本书的特点在于理论的严谨性和实例的丰富性相结合。通过大量的数学推导和物理图像的构建，读者不仅能掌握求解电磁场问题的标准方法，更能深刻理解电磁现象背后的物理本质。本书为后续深入学习射频电路、微波工程、光通信和电磁兼容（EMC）等高级课程奠定了坚实的基础。