Absolute Measurements in Electricity and Magnetism pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Nabu Press

作者:Andrew Gray

出品人:

頁數:416

译者:

出版時間:2010-2-22

價格:USD 34.75

裝幀:Paperback

isbn號碼:9781144872432

叢書系列:

圖書標籤:

• Electricity
• Magnetism
• Measurements
• Physics
• Engineering
• Electrical Engineering
• Electromagnetism
• Units
• Absolute System
• Scientific Instruments

好的，這是一本關於電磁學領域經典教科書的詳細簡介，它側重於理論基礎、實驗技術以及現代應用的深度探索，完全不涉及《Absolute Measurements in Electricity and Magnetism》這一特定書目。 --- 《電磁場與波：理論、應用與前沿進展》 圖書簡介 本書旨在為物理學、電子工程、應用數學以及相關領域的高年級本科生、研究生以及專業研究人員提供一套全麵、深入且兼具嚴謹性的電磁學學習資源。它不僅僅是對經典麥剋斯韋方程組的陳述與演繹，更是一次從基本原理齣發，橫跨理論構建、數學工具應用、實驗驗證方法論，直至現代高頻與光學領域應用的係統性探索。 本書的結構經過精心設計，旨在實現理論的平滑過渡與知識體係的深度構建。全書分為四大核心部分，共計十六章，每一部分都承載著特定的教學目標和知識模塊的整閤。 第一部分：靜電場與穩恒電流的幾何基礎 本部分聚焦於電磁學的基石——靜電學。我們從庫侖定律和電荷守恒原理齣發，迅速引入電場強度、電位移場等核心概念。詳盡闡述瞭高斯定律在不同對稱性問題中的應用，這是解決復雜靜電問題的關鍵工具。隨後，本書深入探討瞭電勢的數學結構，包括拉普拉斯方程和泊鬆方程的理論框架。我們不僅展示瞭這些偏微分方程的求解方法（如分離變量法、格林函數法），還特彆強調瞭在非均勻介質和邊界條件約束下的物理意義。 電介質的引入是本部分的重要內容。詳細分析瞭極化現象、電容的微觀和宏觀描述，並闡述瞭在非綫性介質中電場與極化強度的復雜關係。最後，本部分通過對導體內穩恒電流場的分析，引入瞭電流密度、電阻率的微觀機製，並詳細討論瞭歐姆定律在不同尺度下的適用性與局限性，為後續的磁場分析奠定堅實的電場基礎。 第二部分：磁場動力學與物質響應 進入第二部分，我們開始探索磁現象。從畢奧-薩伐爾定律和安培環路定律齣發，本書係統地推導瞭磁感應強度、磁場強度和磁化強度的定義及其相互關係。不同於僅僅羅列公式，本書緻力於解釋磁矩産生的微觀根源，詳細對比瞭順磁性、抗磁性和鐵磁性物質在外部磁場下的行為差異，並引入瞭磁疇理論來解釋宏觀現象。 磁矢量勢的引入，為後續的電磁波理論構建瞭重要的數學橋梁。我們深入探討瞭在靜態和準靜態條件下的磁場計算方法，特彆是對於復雜幾何結構（如螺綫管、環形電流）的磁場分布分析。此外，洛倫茲力的全麵討論，不僅涵蓋瞭對運動電荷的作用，也延伸至對電流元和導體的作用力，為電磁學在粒子加速器和磁懸浮技術中的應用提供瞭理論支撐。 第三部分：時變場、麥剋斯韋方程組與電磁波的産生 本部分是全書的理論高潮，核心在於對法拉第電磁感應定律和麥剋斯韋修正項（位移電流）的整閤，最終形成完整的麥剋斯韋方程組。本書強調瞭方程組的守恒性意義，並利用散度和鏇度形式，清晰地展示瞭電場與磁場的內在耦閤機製。 在推導齣亥姆霍茲方程和波動方程後，我們詳盡分析瞭自由空間中無源、無耗散電磁波的傳播特性。對波速、波長、波數、相位常數和傳播常數的精確定義與計算貫穿始終。隨後，我們進入到各嚮異性、非均勻介質中的波傳播問題，包括波的反射與摺射（基於菲涅爾公式的深入推導）、偏振態的演化（綫性、圓偏振、橢圓偏振的定量描述）。 為應對實際工程中的復雜邊界，本書專門闢齣章節詳細討論瞭坡印廷定理及其在能量流密度、功率傳輸分析中的應用，並引入瞭本徵阻抗的概念。最後，本部分通過對導波管（矩形和圓柱形）中模式的分析，展示瞭電磁波在約束條件下的傳播規律，為微波工程打下堅實基礎。 第四部分：輻射理論與現代應用前沿 第四部分聚焦於電磁場理論在實際輻射源分析中的應用，以及對更廣闊應用領域的初步探討。我們從矢量勢的推導齣發，重點分析瞭偶極子輻射（包括電偶極子和磁偶極子）的遠場特性，包括輻射功率、方嚮圖的構建與理解。隨後，我們擴展到更復雜的陣列輻射、導綫輻射以及散射理論的基本概念。 在應用層麵，本書提供瞭對當前前沿研究方嚮的概覽： 1. 史密斯圓圖與阻抗匹配： 詳細介紹瞭史密斯圓圖的構造原理、反射係數、迴波損耗等參數的讀取與轉換，並提供瞭多端口網絡中阻抗匹配的係統方法。 2. 介質光學： 探討瞭光的波動性質，特彆是摺射率的頻率依賴性（色散），以及對不同光學元件（如透鏡、光縴）的電磁場分析。 3. 電磁兼容性（EMC）基礎： 簡要介紹瞭輻射、抗擾度、屏蔽的基本概念，強調瞭高頻設計中交叉乾擾和串擾的電磁機理。 本書的特色與優勢 嚴格的數學推導： 每一步理論構建都力求清晰、完整，避免關鍵步驟的跳躍，確保讀者能夠掌握從基礎公理到復雜結論的邏輯鏈條。 平衡的理論與應用： 章節設計力求在純理論的嚴謹性和工程實際中的應用之間找到最佳平衡點。 豐富的例題與習題： 書中包含大量的解析例題，幫助讀者將抽象的數學工具應用於具體的物理場景。每章末尾附有不同難度的習題，覆蓋瞭從概念理解到復雜計算的各個層麵，是自我檢驗和深入學習的寶貴資源。 現代視角： 盡管根植於經典理論，但本書始終關注理論在現代技術（如高速電路、無綫通信、精密測量）中的映射與發展，使讀者能夠站在當代物理學的製高點理解電磁學。 本書不僅是課堂教學的有力支撐，更是一部可供研究人員隨時參考的、結構化的電磁學參考手冊。通過對本書的學習，讀者將能夠建立起一個堅實、深入且具有前瞻性的電磁場與波的知識體係。

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