Field and Wave Electromagnetics

Field and Wave Electromagnetics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Cheng, David K.
出品人:
页数:71
译者:
出版时间:1989-1
价格:$ 134.19
装帧:
isbn号码:9780201528206
丛书系列:
图书标签:
  • 电磁学
  • 电磁场
  • 电磁波
  • 电气工程
  • 大学教材
  • 物理
  • 工程科学
  • 电动力学
  • 场论
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具体描述

Respected for its accuracy, its smooth and logical flow of ideas, and its clear presentation, Field and Wave Electromagnetics has become an established textbook in the field of electromagnetics. This book builds the electromagnetic model using an axiomatic approach in steps: first for static electric fields, then for static magnetic fields, and finally for time-varying fields leading to Maxwell's equations. This approach results in an organized and systematic development of the subject matter. Applications of derived relations to fundamental phenomena and electromagnetic technologies are explained.

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《电磁场理论精要》 本书旨在为学习电磁场与电磁波理论的学生和研究人员提供一个全面而深入的导引。内容涵盖了从基础的静电场和静磁场,到复杂的时变场和电磁波传播,直至应用广泛的电磁理论。 第一部分:静电场 本部分将奠定理解电磁现象的基础。我们将从库仑定律出发,详细探讨电荷分布产生的电场。您将学习如何运用高斯定律简化对称电荷分布的计算,理解电势的概念及其与电场的关系,并学习如何计算电场能量。此外,边界条件在静电场中的应用,如介质界面上的电场分布,也将进行深入讲解。 第二部分:静磁场 本部分将聚焦于静态磁场。我们将从毕奥-萨伐尔定律开始,分析稳恒电流产生磁场的规律。安培环路定理的引入将帮助我们处理具有对称性的磁场问题。磁标势和磁矢势的概念将被详细阐述,为理解更复杂的磁现象提供工具。同时,我们将探讨磁介质的特性,如磁化强度和磁导率,以及它们如何影响磁场分布。 第三部分:麦克斯韦方程组与电磁感应 这是电磁理论的核心部分。我们将系统性地介绍麦克斯韦方程组的四个基本方程,解释它们分别描述的电荷、电流、电场变化和磁场变化之间的相互关系。法拉第电磁感应定律将被深入剖析,从不同角度解释感生电动势的产生及其意义。我们将探讨位移电流的概念,这是理解时变场和电磁波的关键。 第四部分:电磁波 本部分将聚焦于电磁波的产生、传播和性质。在均匀介质中,我们将推导出一维和三维电磁波的波动方程,并详细分析其特性,包括波的传播速度、方向、偏振和能量。反射和折射的现象将在介质界面上进行分析,包括斯涅尔定律和菲涅尔方程的推导。讲解将涵盖不同类型的电磁波,如平面波、球波等。 第五部分:传输线理论 本部分将介绍电磁波在传输线上的传播。我们将从传输线的基本模型开始,讲解电压和电流的传播,并引入特性阻抗和电压驻波比的概念。反射和匹配问题将在传输线理论中得到详细分析,帮助读者理解如何实现有效的信号传输。史密斯圆图作为一种重要的工程工具,也将被详细介绍其原理和应用。 第六部分:辐射 本部分将探讨电磁辐射的原理。我们将从偶极子辐射开始,分析其辐射场和功率。多极展开的思想将被介绍,用于分析更复杂辐射源的辐射特性。天线的辐射效率、方向性和阻抗等关键参数也将被讨论。 第七部分:波动光学 本部分将从电磁波的角度重新审视光的传播和衍射现象。惠更斯原理将被用来解释波的传播。干涉和衍射将从电磁波叠加的观点进行分析,包括杨氏双缝干涉、夫琅和费衍射和菲涅尔衍射。 第八部分:散射 本部分将研究电磁波与物体相互作用时发生的散射现象。我们将分析不同形状和尺寸物体的散射特性,介绍米氏散射、瑞利散射等理论,以及它们在不同尺度下的适用性。 本书的编写力求严谨,同时注重概念的清晰和物理意义的阐述。通过理论推导、例题解析和实际应用讨论,读者将能够系统地掌握电磁场与电磁波的理论知识,为后续深入研究或解决实际工程问题打下坚实的基础。本书适合大学本科生、研究生以及从事相关领域工作的工程师和研究人员阅读。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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在翻阅《Field and Field Electromagnetics》的过程中,我时常被作者对问题的深入剖析所折服。这本书在介绍微波工程和天线理论时,并没有采用那种“拿来主义”的方式,而是从麦克斯韦方程组出发,一步步推导出波导的传播模式,以及自由空间中电磁波的辐射。我发现,作者在讲解波导理论时,对于边界条件的运用极其考究,详细阐述了TE模式和TM模式的产生机制,以及它们在不同波导结构中的传播特性。这种从本源出发的讲解方式,让我对波导的工作原理有了更透彻的理解。当读到天线部分时,我更加惊喜。作者并没有简单地介绍几种常见的天线类型,而是深入剖析了天线作为能量辐射和接收器件的物理本质。例如,他对偶极子天线辐射场的推导,以及方向性图的形成过程,都充满了严谨的数学推导和清晰的物理阐述。我之前对天线的认识,仅仅停留在“能发射和接收无线电波”的层面,但通过这本书,我才了解到天线的效率、带宽、阻抗匹配等关键参数,是如何由其结构和工作原理决定的。这些知识对于我理解无线通信系统的性能至关重要。

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《Field and Wave Electromagnetics》给我带来的另一个显著体验,是它对物理现象的深度挖掘和理论的严谨性。这本书在讲解电磁波的传播时,并没有止步于简单的波动方程,而是深入探讨了反射、折射、衍射等现象的物理机制。作者通过对边界条件的细致分析,解释了这些现象是如何产生的,以及它们遵循的规律。我尤其佩服作者在推导布儒斯特角和全反射条件时的过程,每一个公式的推导都充满了逻辑的美感,并且最终得出的结论,能够完美地解释我们日常生活中观察到的许多光学现象,例如彩虹的形成,或者是光纤通信的原理。更令人印象深刻的是,本书对于不同介质中电磁波传播特性的分析,比如在损耗性介质中的衰减,以及趋肤效应的解释,都非常到位。作者通过引入衰减系数和趋肤深度等概念,让原本复杂的物理过程变得清晰易懂。我曾一度对电磁波在实际介质中的传播感到困惑,总觉得教科书上的理想模型与现实存在差距,但这本书的讲解,让我找到了连接理论与实践的桥梁。那些关于介质电导率、介电常数和磁导率对电磁波传播影响的讨论,都让我对电磁学有了更深层次的理解。

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《Field and Wave Electromagnetics》在阐述电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)方面,同样展现了其独特的视角和深度。我曾一度认为EMC/EMI是一个更偏向工程实践的领域,与纯粹的理论物理学似乎有些距离,但这本书巧妙地将电磁理论与实际的工程挑战联系了起来。作者在分析电磁干扰的传播途径和耦合机制时,并没有泛泛而谈,而是利用了前面章节介绍的电磁场理论,比如电磁波的辐射、反射和散射等现象,来解释EMI是如何产生的。我尤其欣赏作者在讲解屏蔽技术时,对材料特性和结构设计对屏蔽效果影响的细致分析。他通过计算金属板的反射损耗和吸收损耗,直观地展示了不同材料和厚度在抑制电磁泄漏方面的差异。这让我认识到,在解决EMC/EMI问题时,仅仅依靠经验是不够的,必须有扎实的电磁理论作为支撑。此外,书中对于接地和滤波技术在抑制EMI方面的作用的阐述,也让我对这些看似简单的工程措施有了更深的理解。作者的讲解,让我明白这些看似常规的手段,其背后都蕴含着深刻的电磁学原理。

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在我深入研读《Field and Wave Electromagnetics》的过程中,我逐渐发现这本书在构建知识体系上的精妙之处。它并非简单地堆砌知识点,而是将电磁学的各个分支有机地联系起来,形成了一个清晰的逻辑脉络。例如,在讲解完静电场后,作者自然而然地过渡到了静磁场,并详细阐述了它们之间的联系,如安培定律和法拉第定律。我特别欣赏作者在引入这些定律时,并没有直接给出一个冷冰冰的数学表达式,而是先回顾了前文的知识,然后说明为什么需要引入新的概念来描述新的现象。这种循序渐进的教学方式,极大地降低了学习的门槛。更重要的是,本书在讲解数学工具时,也非常贴合电磁学的实际应用。作者并非为了炫技而使用复杂的数学,而是将矢量微积分、复数等工具,巧妙地融入到电磁场问题的求解中,让读者在解决实际问题的同时,也掌握了必要的数学方法。我之前对某些数学概念的理解,总是觉得它们是独立的学科,与物理世界 Mianmian相望,但通过这本书,我才真正体会到数学作为一种语言,是如何精确地描述物理规律的。书中提供的例题,也并非是那种脱离实际的“纸上谈兵”,而是涵盖了从基础的电荷分布问题,到更复杂的导体边界条件问题,这些都为我今后在实际工程中应用电磁学原理打下了坚实的基础。

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总而言之,《Field and Wave Electromagnetics》这本书带给我的,不仅仅是知识的积累,更是一种思维方式的提升。它让我学会如何从基本原理出发,层层递进地分析和解决问题。作者的讲解风格,既有理论的深度,又不失物理的直觉,让我能够在理解抽象概念的同时,也能感受到电磁现象的生动与有趣。这本书让我对电磁学领域产生了更浓厚的兴趣,并且激发了我进一步探索的动力。它就像一个优秀的向导,在我对电磁学浩瀚的海洋中航行时,为我指明了方向,提供了可靠的工具。我深信,这本书不仅会成为我学习电磁学的重要参考,更会成为我未来在相关领域深造的坚实基石。我曾一度认为自己对电磁学只是“知其然”,但通过这本书,我开始逐渐“知其所以然”。那些曾经让我困惑不解的现象,如今在书本的引领下,都变得清晰起来。这种成就感,是我在其他任何一本教科书上都未曾体验过的。

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《Field and Wave Electromagnetics》在讲解电磁感应和电磁能量转换方面,也给我留下了深刻的印象。我过去对这方面的理解,总感觉停留在基本的法拉第定律层面,但这本书将这个概念扩展到了更广泛的应用。作者在讲解变压器原理时,不仅阐述了漏磁和耦合系数的概念,还分析了变压器损耗的来源,以及如何通过优化设计来提高效率。这让我对这个看似简单的电力设备有了全新的认识。更令我着迷的是,本书对于电磁机械转换的深入探讨,比如在电动机和发电机的工作原理分析中,作者将电磁力、磁场强度和电流之间的关系,与机械运动紧密地联系起来。他通过对洛伦兹力的详细分析,解释了电磁力是如何驱动转子的旋转,以及发电机是如何将机械能转化为电能的。我曾一度认为这些都是非常复杂的工程问题,但通过这本书,我才了解到它们背后都遵循着统一的电磁学基本定律。作者在介绍磁滞损耗和涡流损耗时,也给出了清晰的物理图像和数学推导,这让我对能量转换过程中的损耗有了更直观的认识。

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我必须坦诚,《Field and Wave Electromagnetics》在解读电磁散射理论方面,给予了我前所未有的启发。一直以来,我总觉得当电磁波遇到物体时,其行为变得异常复杂,难以用简单的模型来描述。这本书则系统地介绍了米氏散射、瑞利散射等经典理论,并且深入分析了它们在不同尺度下的适用性。作者在推导米氏散射理论时,将球坐标系下的麦克斯韦方程组求解过程,一步步地展示出来,虽然过程十分复杂,但作者的讲解方式,让每一个中间步骤都变得可以理解。我印象最深刻的是,他通过对散射截面的计算,解释了不同大小的粒子如何影响电磁波的散射强度和方向,这对于理解雷达探测、遥感技术等领域至关重要。当我看到书中关于表面散射和体积散射的区分,以及它们对雷达回波特性的影响时,我才真正体会到电磁散射理论的强大之处。作者并没有止步于理论的介绍,他还通过分析不同形状和材料的散射体,来展示理论预测与实际观测的吻合程度,这让我对电磁散射在实际应用中的价值有了更深刻的认识。

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《Field and Wave Electromagnetics》在对复杂边界条件的处理上,展现了其无与伦比的严谨和深度。我曾一度在解决含有复杂几何形状的电磁场问题时感到束手无策,因为简单的解析方法往往难以奏效。这本书通过介绍数值分析方法,比如有限元方法(FEM)和时域有限差分法(FDTD),为我打开了解决这些问题的思路。作者在讲解有限元方法时,并没有仅仅给出算法的步骤,而是深入分析了其背后的数学原理,比如基函数的选择、单元划分策略以及线性方程组的求解。他通过一个简单的二维例子,清晰地展示了如何将连续的物理问题离散化,从而转化为一系列代数方程。这让我对这些数值方法不再感到神秘,而是能够理解它们是如何工作的。当读到时域有限差分法时,我更加惊叹于其直观性和应用广泛性。作者通过讲解如何将麦克斯韦方程组在时间和空间上进行离散化,以及如何进行边界处理,让我对模拟电磁波的传播有了更深入的认识。这些数值方法,为我解决实际工程问题提供了强大的工具。

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我必须承认,拿到《Field and Wave Electromagnetics》这本书的时候,我的内心是充满期待的,同时也有着一丝小小的忐忑。毕竟,电磁学这个领域,对于许多人来说,可能意味着复杂的公式、抽象的概念,以及那些令人头疼的积分和微分。我之前尝试过一些入门读物,但总感觉隔靴搔痒,难以真正触及到问题的本质。然而,这本书的封面设计就透着一股沉稳和专业,让我觉得这或许是一次能够真正深入理解电磁学精髓的机会。我翻开扉页,作者的序言并没有大谈特谈这本书的“革命性”或“突破性”,而是以一种朴实无华的语气,阐述了编写此书的初衷,以及希望为读者搭建一座从基础概念到高级应用的坚实桥梁。这种脚踏实地的态度,立刻消除了我心中一部分的疑虑。我开始仔细地阅读第一章,里面的文字并没有一开始就抛出令人畏惧的麦克斯韦方程组,而是从静电学的基本概念入手,比如电荷、电场、高斯定律等等。作者在讲解这些概念时,非常注重物理直觉的培养,并没有仅仅罗列公式,而是通过大量的类比和生活中的例子,来帮助读者理解那些抽象的物理量。比如,在解释电场线时,他并没有直接给出数学定义,而是将其比作水流的轨迹,非常生动形象。我尤其喜欢作者在讲解过程中,对于公式推导的严谨性,每一个步骤都清晰明了,逻辑链条完整,让我能够跟得上思路,而不是被一大堆符号淹没。这本书给我最深刻的印象之一,就是它对物理图像的重视,作者似乎总能找到最恰当的方式,让那些看不见摸不着的电磁现象,在我的脑海中具象化。

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我对《Field and Wave Electromagnetics》在非线性电磁现象方面的介绍,感到格外惊喜。我之前对电磁学的理解,主要集中在线性系统,对于那些在强场作用下会表现出非线性行为的材料和现象,了解甚少。这本书在这方面提供了非常详尽的阐述。作者在讲解铁磁材料的磁滞回线时,不仅给出了数学模型,还深入分析了磁畴壁运动和磁畴翻转的物理机制,解释了为什么材料的磁化强度不是磁场强度的线性函数。我尤其欣赏他在介绍铁氧体材料在微波频率下的非线性行为时,对于磁畴共振和磁致伸缩效应的分析。这些内容让我对某些特殊的材料特性有了更深的理解,也为我今后接触到相关的工程问题提供了理论基础。当读到激光器中的非线性光学效应时,我更加惊叹于电磁学理论的普适性。作者通过介绍二次谐波产生和参量放大等现象,展示了强激光场如何与介质相互作用,产生新的频率成分。这让我意识到,电磁学并非仅仅是关于电和磁,它还深刻地影响着光与物质的相互作用。

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