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簡(jiǎn)明電動(dòng)力學(xué)

簡(jiǎn)明電動(dòng)力學(xué)

作者：劉繪
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2024-04-01
開本： B5 頁數(shù)： 221
本類榜單：教材銷量榜
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簡(jiǎn)明電動(dòng)力學(xué) 版權(quán)信息

簡(jiǎn)明電動(dòng)力學(xué) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書從描述電磁場(chǎng)基本理論所需的數(shù)學(xué)工具(第1章)出發(fā),先從電磁學(xué)的唯象規(guī)律中總結(jié)出電磁場(chǎng)的基本方程(第2章),然后依次討論靜態(tài)電磁場(chǎng)(第3章)、隨時(shí)間變化的電磁場(chǎng)(第4、5章),以及電荷高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的輻射電磁場(chǎng)(第8章)等具體問題.由于高速運(yùn)動(dòng)問題需要在狹義相對(duì)論的框架下討論,本書第6、7章分別介紹了狹義相對(duì)論的時(shí)空觀和物理規(guī)律的協(xié)變性問題.本書的一大特色是在閔可夫斯基時(shí)空采用時(shí)空?qǐng)D的方法闡述狹義相對(duì)論，這是現(xiàn)代物理學(xué)研究工作中更通用的表述方式，對(duì)于今后有志于從事物理學(xué)研究的讀者來說,可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和研究工作的無縫銜接.鑒于電動(dòng)力學(xué)教學(xué)長(zhǎng)久以來存在的兩個(gè)難點(diǎn)——數(shù)學(xué)難、物理圖像抽象,本書配套提供了一套用Mathematica軟件編寫的演示程序,幫助讀者進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo),直觀理解電磁場(chǎng)的基本圖像.

簡(jiǎn)明電動(dòng)力學(xué) 目錄

目錄前言第1章 數(shù)學(xué)準(zhǔn)備11.1 矢量代數(shù)與張量代數(shù)21.1.1 矢量的基本定義和運(yùn)算21.1.2 矢量的正交分解31.1.3 正交概念的推廣61.1.4 矢量的定義71.1.5 逆變矢量與協(xié)變矢量101.1.6 張量的定義111.1.7 張量積和張量縮并151.1.8 度規(guī)張量171.1.9 張量的指標(biāo)記號(hào)規(guī)則211.2 場(chǎng)的微分和積分221.2.1 矢量微分算符231.2.2 梯度及其積分公式271.2.3 散度和高斯積分公式291.2.4 旋度和斯托克斯公式311.2.5 在正交坐標(biāo)系中的統(tǒng)一形式321.3 狄拉克δ函數(shù)341.3.1 一維δ函數(shù)341.3.2 三維δ函數(shù)351.4 微分方程的定解問題361.4.1 一維拉普拉斯方程371.4.2 二維拉普拉斯方程381.4.3 三維拉普拉斯方程38課堂討論40思考題40練習(xí)題40第2章 電動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)422.1 電磁問題的基本規(guī)律422.1.1 麥克斯韋方程組432.1.2 連續(xù)性方程462.1.3 電磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力482.2 介質(zhì)中的電磁場(chǎng)方程482.2.1 介質(zhì)的極化和磁化482.2.2 介質(zhì)中的麥克斯韋方程組502.3 邊界上的場(chǎng)方程532.4 電磁場(chǎng)的能量與動(dòng)量562.4.1 電磁場(chǎng)的能量能量守恒定律562.4.2 電磁場(chǎng)的動(dòng)量動(dòng)量守恒定律59課堂討論63思考題64練習(xí)題64第3章 靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)653.1 標(biāo)勢(shì)和矢勢(shì)663.1.1 電勢(shì)663.1.2 磁矢勢(shì)683.1.3 磁標(biāo)勢(shì)與磁荷713.2 多極展開法733.2.1 靜電勢(shì)和磁矢勢(shì)的多極展開753.2.2 單極項(xiàng)773.2.3 偶極項(xiàng)783.3 唯一性定理803.3.1 靜電問題的唯一性定理813.3.2 靜電唯一性定理的應(yīng)用843.3.3 靜磁問題的唯一性定理843.4 鏡像法843.5 分離變量法873.5.1 拉普拉斯方程的定解問題883.5.2 泊松方程的定解問題1003.6 格林函數(shù)法1013.6.1 格林函數(shù)的定義1013.6.2 常見區(qū)域的格林函數(shù)1023.6.3 格林函數(shù)方法求解泊松方程103課堂討論105思考題105練習(xí)題105第4章 電磁波的傳播1084.1 無界空間中的電磁波1094.1.1 真空中的單色平面波1094.1.2 介質(zhì)中的電磁波色散1134.1.3 電磁波的偏振1154.1.4 電磁波包群速與相速1174.2 半無界空間中的電磁波1224.2.1 絕緣介質(zhì)界面上的反射與折射1224.2.2 導(dǎo)體界面上的反射與透射1294.3 有界空間中的電磁波1374.3.1 波導(dǎo)管1394.3.2 諧振腔141課堂討論142思考題142練習(xí)題142第5章 電磁波的激發(fā)1445.1 電磁波的勢(shì)方程1455.2 達(dá)朗貝爾方程的解推遲勢(shì)1475.3 推遲勢(shì)的多極展開150思考題155練習(xí)題155第6章 狹義相對(duì)論——時(shí)空觀1566.1 狹義相對(duì)論歷史背景及基本假設(shè)1576.2 時(shí)空1616.3 牛頓力學(xué)與絕對(duì)時(shí)空觀1636.4 閔可夫斯基時(shí)空1636.5 時(shí)空?qǐng)D1666.6 閔可夫斯基時(shí)空的典型效應(yīng)1716.6.1 狹義相對(duì)論下的速度變換公式1716.6.2 同時(shí)的相對(duì)性1726.6.3 因果性1736.6.4 尺縮效應(yīng)1746.6.5 鐘慢效應(yīng)1756.6.6 雙生子佯謬1776.6.7 車庫佯謬178思考題179練習(xí)題179第7章 狹義相對(duì)論——新時(shí)空觀下的物理學(xué)1817.1 牛頓力學(xué)的四維協(xié)變形式1837.1.1 四速1847.1.2 四動(dòng)量1857.1.3 四加速與四力1897.1.4 四維牛頓力學(xué)中矢量的變換關(guān)系1907.2 電磁波的相因子1917.2.1 光的多普勒效應(yīng)1927.2.2 光行差現(xiàn)象1937.3 電動(dòng)力學(xué)的四維協(xié)變形式1947.3.1 電荷守恒1947.3.2 麥克斯韋方程1957.3.3 洛倫茲力1997.4 電磁場(chǎng)的作用量形式201思考題203練習(xí)題203第8章 運(yùn)動(dòng)電荷的輻射場(chǎng)2048.1 運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng)2048.1.1 李納–維謝爾勢(shì)2048.1.2 運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場(chǎng)2078.2 變速帶電粒子的輻射場(chǎng)2098.2.1 變速運(yùn)動(dòng)電荷的輻射功率2098.2.2 低速粒子的偶極輻射2108.2.3 高速粒子的軔致輻射2108.2.4 高速粒子的同步輻射2118.2.5 變速帶電粒子的輻射圖像2128.3 勻速運(yùn)動(dòng)粒子在介質(zhì)中的切連科夫輻射215練習(xí)題221參考文獻(xiàn)222
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