Electromagnetic Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Lim, Hock (EDT)/ Matitsine, Serguei (EDT)/ Beng, Gan Yeow (EDT)/ Bing, kong Ling (EDT)

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:

价格:772.00 元

装帧:

isbn号码:9789812709530

丛书系列:

图书标签:

• 电磁材料
• 材料科学
• 电磁学
• 物理学
• 工程学
• 纳米材料
• 介电材料
• 磁性材料
• 超材料
• 天线材料

好的，以下是一本名为《Classical Electromagnetism and Wave Phenomena》的图书的详细简介，该书与您提到的《Electromagnetic Materials》内容侧重不同。 --- 《Classical Electromagnetism and Wave Phenomena》图书简介 聚焦基础理论、场论与传播机制 《Classical Electromagnetism and Wave Phenomena》是一部深入探讨电磁学基础理论、矢量分析、麦克斯韦方程组及其在不同介质中波传播应用的权威性著作。本书的核心目标在于为读者构建一个严谨、连贯且直观的经典电磁场理论框架，着重于电磁场如何形成、演化以及以何种形式在空间中传播。它避免了对特定材料微观结构（如介电常数、磁导率的频率依赖性、损耗机制等）的深入探讨，而是将重点放在电磁现象的宏观描述和数学建模上。 第一部分：静电场与稳恒电流的数学基础 本书的开篇部分致力于奠定解决所有电磁学问题的数学基础。我们从基础的矢量微积分和坐标系转换（笛卡尔、柱面、球坐标系）入手，详细阐述了梯度（$ abla$）、散度和旋度的物理意义和计算方法。 静电学部分，重点解析了库仑定律、电场强度以及电势的概念。高斯定律被作为核心定律引入，并系统地推导了静电场在不同几何构型（无限平面、长导线、球壳）下的应用。泊松方程和拉普拉斯方程是本部分的理论基石，通过求解这些偏微分方程，我们详细分析了导体、绝缘体在静电场中的行为，包括边界条件的应用。对于导体屏蔽、电荷在导体表面的重新分布等经典问题，均提供了严谨的数学解答。 稳恒电流部分，则侧重于电流密度、欧姆定律（宏观形式）以及磁场的产生。安培环路定律和毕奥-萨伐尔定律是分析稳恒电流产生磁场的核心工具。通过应用这些定律，本书系统地计算了各种稳恒电流源（如直线电流、载流线圈、螺线管）产生的磁场分布。 第二部分：磁场与电磁场的统一：麦克斯韦方程组的建立 本书的第二个重要篇章，是完成从静电/稳恒场到动态场的过渡，这是电磁学理论的飞跃。本部分深入剖析了法拉第电磁感应定律，强调了磁通量随时间变化的重要性。 在此基础上，我们引入了位移电流的概念，这一关键的修正使得安培环路定律在非稳恒情况下依然成立。最终，本部分以清晰的逻辑推导，凝练出完备的麦克斯韦方程组，并以微分形式和积分形式完整展示。 读者将在此部分学习如何利用麦克斯韦方程组描述电场和磁场的动态耦合关系。我们严格区分了无源（自由空间）和有源（存在电荷和电流密度）区域的方程组，并探讨了电荷守恒定律在电磁场理论中的体现。 第三部分：电磁波的产生与自由空间传播 本书的精髓集中在第三部分：电磁波的传播。在自由空间（无源、无损耗、各向同性）中，麦克斯韦方程组简化为齐次波动方程。 我们详细推导了电磁波方程，并分析了平面电磁波的性质。本书深入探讨了： 1. 相速与群速： 区分了波的相位传播速度与能量（信息）传播速度的概念。 2. 坡印廷矢量（Poynting Vector）： 严格定义了坡印廷矢量 $mathbf{S}$，并将其与电磁场的能量流密度和能量密度联系起来，量化了电磁波携带的能量传输率。 3. 波的偏振： 详细分类并分析了线偏振波、圆偏振波（左旋与右旋）以及椭圆偏振波的数学描述和物理图像。 本部分侧重于理想传播环境下的解析解，例如，如何描述一个平面波从源点以光速向外传播的全过程，其电场、磁场和传播方向三者之间的正交关系。 第四部分：导行波与边界条件 在第三部分建立自由空间传播模型后，本书转向更具工程实践意义的导行波问题。这涉及到电磁波在有限几何结构中的约束传播。 本部分的核心在于建立和应用电磁场边界条件。详细分析了电场和磁场在理想导体表面、电介质界面上的连续性和跳变关系，这对于理解反射、折射和波的约束至关重要。 导波结构分析主要集中在以下两类： 1. 平面波在理想导体界面上的反射与折射（斯涅尔定律的推导）： 通过应用边界条件，系统推导出菲涅耳公式，分析全反射现象。 2. 波导（Waveguides）： 重点分析平行板波导（Parallel Plate Waveguides）和圆柱波导中的导波模式。详细推导了横电模（TE 模）和横磁模（TM 模）的波方程分离变量解，确定了截止频率（Cutoff Frequency）的概念及其物理意义。 本书在导波部分着重于模式的分解、波导内的能量传输以及波导内场的空间分布，强调的是“波被约束在结构内传播”的几何和场论基础，而非特定波导材料的特性损耗。 总结 《Classical Electromagnetism and Wave Phenomena》旨在为物理学、电子工程和应用数学的学生提供一个坚实的经典电磁场理论基础。全书通过严密的数学推导和清晰的物理图像，确保读者能够掌握麦克斯韦方程组的精髓，理解电磁波的产生、传播机制、能量流的量化，以及波在特定几何约束下的行为。本书的侧重点在于场论的构建、波动方程的求解与波的传播动力学，对于材料内部的微观响应（如磁化、极化过程、色散、损耗等）不作深入讨论，而是将其视为已知参数，专注于基础物理定律的宏观应用。

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这本书拿到手的时候，我其实是带着一种既期待又有点忐忑的心情的。毕竟，“电磁”这个词听起来就相当硬核，我不是科班出身，对这方面的东西了解得非常有限，怕自己根本啃不动。然而，翻开第一章，那种感觉就完全不一样了。作者的叙述方式简直像是一位经验丰富的老教授在领着我们慢慢走进一个全新的世界，他没有上来就抛出一堆复杂的公式和抽象的概念，而是从一些非常基础的生活现象入手，比如为什么指南针会指北，为什么微波炉能加热食物。这种由浅入深、层层递进的讲解，让我感觉那些原本高不可攀的电磁波原理，突然变得可以触摸、可以理解了。特别是关于材料的特性分析那块，它不像我之前读过的一些教材那样，只是干巴巴地罗列参数，而是详细解释了不同材料结构是如何影响其对电磁场的响应，这对于我这种希望将理论应用于实际电路设计的人来说，简直是如获至宝。书中穿插的那些历史小故事和最新的研究动态，也让整个阅读过程充满了趣味性，一点也不觉得枯燥，反而会让人忍不住一口气读下去，去探究这个看不见摸不着的力量究竟是如何支配我们日常生活的。

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我发现这本书的实用性真的很高，它不仅仅是一本纯粹的理论教科书，更像是为实际工程应用者准备的一本“工具箱”手册。我最近在设计一个高频PCB板时，遇到了信号完整性方面的问题，很多时候，我查阅传统教材都找不到针对性的解决方案，因为它们更侧重于宏观的麦克斯韦方程组。但是，这本书中专门有一章详细分析了诸如集肤效应、趋肤深度计算以及不同介电常数材料在高速信号传输中的损耗模型。作者还给出了许多实用的经验公式和近似解法，并明确指出了这些近似解法适用的频率范围和精度限制。这种务实的态度非常难得，它告诉我们理论的完美与实际操作的妥协之间该如何权衡。这对我来说，省去了大量自己摸索和试错的时间，直接让我能够将所学的知识“落地”，应用到解决我工作中遇到的具体电磁兼容性（EMC）挑战中去。

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坦白讲，这本书的排版和图示设计，确实是业界的一股清流。通常这类专业书籍的插图往往是粗糙的、信息量过载的，让人看了头疼。但《电磁材料》在这方面做得非常出色，它采用了大量的清晰、现代化的三维示意图和流程图。例如，在讲解法拉第笼效应和屏蔽原理时，作者用动态的视觉效果展示了磁场线是如何被引导和偏转的，而不是仅仅画一个静态的二维截面图。这种视觉上的直观性，极大地弥补了电磁现象本身难以观察的缺陷。而且，书中的参考文献索引做得非常系统化，如果你对某个特定的材料特性，比如铁氧体的居里点温度或高频损耗机制感兴趣，直接通过附录就能快速定位到该领域内最具影响力的原始文献。我个人非常欣赏这种“为你搭建好通往更深处知识殿堂的阶梯”的设计理念，它让知识的学习路径变得高效且充满引导性，而不是让读者在浩瀚的学术海洋里迷失方向。

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我得说，这本书的深度绝对超乎我的预期，但这种深度绝不是为了炫技而堆砌的复杂性，而是那种经过深思熟虑的结构化逻辑。当我读到关于非线性电磁响应的部分时，我不得不停下来，拿出笔和草稿纸，一步一步地跟着推导过程去验证。这可能对于那些已经在该领域摸爬滚打多年的专家来说是家常便饭，但对于我这种需要扎实基础的工程师来说，每一次公式的推导成功，都带来巨大的成就感。作者对理论模型的建立过程描述得极其严谨，从边界条件的设定到最终方程的求解，每一步的物理意义都交代得清清楚楚，没有那种“你得自己悟”的晦涩感。更让我印象深刻的是，它并没有局限于传统的导线和介质，而是大胆地探讨了超材料（Metamaterials）这种前沿概念，用非常直观的视角解释了负折射率和奇异的电磁行为是如何在亚波长尺度上被设计的。读完这部分，我感觉自己对电磁学的认知边界被极大地拓宽了，仿佛站在了一个新的制高点上俯瞰整个领域的发展方向。

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从文学性和阅读体验的角度来看，这本书虽然主题严肃，但作者的文字功底非常扎实，充满了对物理世界的敬畏和探索的热情。他似乎并不满足于仅仅告诉你“是什么”，而是极力想让你明白“为什么会是这样”。特别是当他讨论到电磁场与物质相互作用的历史哲学演变时，那种深入浅出的文笔，让人联想到早年间那些伟大的物理学家们是如何思考和建立这些理论框架的。阅读起来，你会感受到一种强大的求知欲被点燃，它不仅仅是知识的传递，更像是一次智力上的对话。这本书的章节布局有一种精妙的节奏感，高潮和低谷处理得恰到好处，不会让人长时间处于信息过载的状态。每次合上它，我都会忍不住去观察周围的无线信号、金属外壳或者窗外的闪电，思考着那些看不见的场线是如何编织我们这个世界的。总而言之，这是一部不仅能教你知识，更能激发你对物理世界好奇心的杰作。

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