目錄
第三版叢書序
第二版叢書序
第一版叢書序
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章 電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律 1
1.1 場論和張量分析 1
1.1.1 線性正交坐標(biāo)變換 1
1.1.2 張量的定義 4
1.1.3 由矢量和張量構(gòu)成的不變量(標(biāo)量) 5
1.1.4 三維張量的乘法運(yùn)算 7
1.1.5 三維張量微分 9
*1.1.6 正交曲線坐標(biāo)系 11
1.1.7 高斯公式、斯托克斯公式和格林公式 13
1.1.8 δ函數(shù) 15
1.2 電磁場的數(shù)學(xué)描述 16
1.2.1 麥克斯韋方程組 16
1.2.2 關(guān)于場源 17
1.2.3 電磁性能方程 18
1.2.4 導(dǎo)體中的自由電荷和傳導(dǎo)電流 20
1.3 邊值關(guān)系 21
1.3.1 麥克斯韋方程的積分形式 21
1.3.2 麥克斯韋方程與邊值關(guān)系 22
1.3.3 邊值關(guān)系和邊界條件 23
1.4 電磁場的能量、動量和角動量 24
1.4.1 電磁場對帶電體的力和功率 24
1.4.2 電磁場的能量及能量守恒定律 24
1.4.3 電磁場的動量及動量守恒定律 27
1.4.4 電磁場的角動量及角動量守恒定律 31
*1.4.5 電磁場介質(zhì)系統(tǒng)的能量、動量和角動量分析 31
*1.4.6 線性各向同性介質(zhì)界面上的能量、動量守恒關(guān)系 35
*1.4.7 電磁場熱力學(xué)方程 36
1.5 麥克斯韋方程組的完備性 38
1.5.1 完備性的含義 38
1.5.2 電磁場解的唯一性定理 38
1.5.3 幾點說明 39
第2章 靜電場 40
2.1 基本方程和唯一性定理 40
2.1.1 基本方程 40
2.1.2 靜電勢及其微分方程 40
2.1.3 邊值關(guān)系 41
2.1.4 定解條件 41
2.1.5 靜電場的唯一性定理 42
2.2 分離變量法 45
2.2.1 由泊松方程到拉普拉斯方程 45
2.2.2 直角坐標(biāo)下二維問題的分離變量解 46
2.2.3 圓柱坐標(biāo)下二維問題的分離變量解 47
2.2.4 球坐標(biāo)下二維問題的分離變量解 48
*2.3 格林函數(shù)法 51
2.3.1 定解問題 51
2.3.2 格林函數(shù) 52
2.3.3 格林函數(shù)與泊松方程邊值問題的解 53
2.3.4 格林函數(shù)及格林函數(shù)法應(yīng)用舉例 54
2.4 多極子電場 59
2.4.1 小帶電體靜電場的多極展開 60
2.4.2 參考點選擇的影響 63
2.4.3 點電荷叢的多極矩 63
2.4.4 四極矩及四極子電勢計算舉例 63
*2.4.5 電多極子在外電場中所受的力和力矩 65
*2.5 靜電能 66
2.5.1 靜電能基本公式 66
2.5.2 小帶電體在外電場中的靜電能 70
2.5.3 靜電場熱力學(xué) 71
第3章 靜磁場 73
3.1 基本方程和唯一性定理 73
3.1.1 基本方程 73
3.1.2 磁矢勢及其微分方程 73
3.1.3 無限均勻線性各向同性磁介質(zhì)中的磁矢勢解 74
3.1.4 邊值關(guān)系 75
3.1.5 邊界條件和唯一性定理 76
*3.2 二維二分量問題 76
3.2.1 二維二分量靜磁場的定解問題 76
3.2.2 二維二分量靜磁場問題求解舉例 78
3.3 從磁矢勢出發(fā)計算磁場 79
3.3.1 圓環(huán)電流的磁場 80
3.3.2 任意小載流導(dǎo)體在遠(yuǎn)處的磁場 81
3.3.3 磁偶極子在外磁場中所受的力和力矩 83
3.4 磁標(biāo)勢法 84
3.4.1 磁標(biāo)勢的引入、相關(guān)方程和邊值關(guān)系 84
3.4.2 磁標(biāo)勢法與靜電場解法的對應(yīng)關(guān)系 85
3.4.3 磁標(biāo)勢法應(yīng)用舉例 86
*3.5 磁能 90
3.5.1 磁能基本公式 90
3.5.2 安培力做功與磁能變化 91
3.5.3 小載流導(dǎo)體在外磁場中的磁能和勢能 93
3.5.4 靜磁場熱力學(xué) 94
第4章 電磁波的傳播 97
4.1 電磁場波動方程和時諧電磁場 97
4.1.1 電磁場的波動方程 97
4.1.2 時諧電磁場 100
4.1.3 無限均勻、線性各向同性絕緣介質(zhì)中的單色平面電磁波 103
4.1.4 電磁波的偏振 104
4.2 電磁波在絕緣介質(zhì)界面上的反射和折射 106
4.2.1 定解問題的提法 106
4.2.2 定態(tài)波動方程和無散條件對反射波和折射波的約束 107
4.2.3 邊值關(guān)系對反射波和折射波的頻率和波矢的約束 107
4.2.4 邊值關(guān)系對反射波和折射波的振幅約束 109
4.2.5 物理分析 110
*4.2.6 能量守恒和動量守恒關(guān)系 112
4.3 導(dǎo)體中的電磁波 115
4.3.1 基本方程和邊值關(guān)系 115
4.3.2 無限均勻?qū)�體中的平面電磁波 115
4.3.3 電磁波在導(dǎo)體表面的反射與折射 116
4.4 諧振腔和波導(dǎo)管 120
4.4.1 基本方程和邊界條件 120
4.4.2 諧振腔 121
4.4.3 波導(dǎo)管 123
第5章 電磁波的輻射 126
5.1 電磁勢及其方程 126
5.1.1 電磁勢的引入 126
5.1.2 規(guī)范變換 127
5.1.3 規(guī)范不變性和規(guī)范不變量 127
5.1.4 電磁勢滿足的微分方程 127
5.2 推遲勢 129
5.2.1 推遲勢解 129
5.2.2 洛倫茨條件的檢驗 131
5.3 諧振場電流的電磁場 132
5.3.1 電荷和電流密度的傅里葉積分表示 132
5.3.2 諧振場源的電磁場 133
5.3.3 近區(qū)、遠(yuǎn)區(qū)和小場源近似 134
5.3.4 輻射電磁場及其特性 136
5.3.5 輻射功率及輻射功率角分布 136
5.4 電偶極、磁偶極和電四極輻射 137
5.4.1 電偶極輻射 137
5.4.2 磁偶極輻射 141
5.4.3 電四極輻射 143
*5.4.4 隨時間任意變化的電流的輻射場 148
5.5 天線的輻射 150
5.5.1 沿天線的電流分布 151
5.5.2 天線的輻射場 151
5.5.3 短天線的輻射 152
5.5.4 半波天線的輻射 152
第6章 運(yùn)動電荷的輻射 154
6.1 李納-維謝爾勢 154
6.1.1 數(shù)學(xué)準(zhǔn)備 154
6.1.2 運(yùn)動點電荷的電磁勢 156
6.1.3 物理分析 157
6.2 運(yùn)動電荷的電磁場 158
6.2.1 李納-維謝爾勢與(r,t)的函數(shù)關(guān)系剖析 158
6.2.2 *和* 159
6.2.3 其他帶*號量的時空偏導(dǎo)數(shù) 160
6.2.4 E和B 160
6.2.5 勻速運(yùn)動電荷的電磁場 161
6.2.6 切連科夫輻射 163
6.3 運(yùn)動電荷的輻射場和輻射功率 164
6.3.1 運(yùn)動電荷的輻射場 164
6.3.2 運(yùn)動電荷的輻射功率(瞬時值) 165
6.4 低速運(yùn)動帶電粒子的輻射 167
6.4.1 低速運(yùn)動近似(β*≤1) 167
6.4.2 與電偶極輻射公式對比 168
6.4.3 經(jīng)典電磁理論的局限性 169
6.5 高速運(yùn)動帶電粒子的輻射 169
6.5.1 加速度與速度平行 169
6.5.2 加速度與速度垂直 170
*6.5.3 一般情形 171
第7章 電磁波的散射、色散和吸收 173
7.1 電磁質(zhì)量和輻射阻尼 173
*7.1.1 帶電粒子的受力計算 174
*7.1.2 能量分析 177
7.1.3 電磁質(zhì)量 179
7.1.4 輻射阻尼 180
*7.1.5 輻射阻尼力公式的修正 181
7.2 介質(zhì)對電磁波的散射 181
7.2.1 散射的定義 181
7.2.2 自由電子對電磁波的散射 182
7.2.3 束縛電子對電磁波的散射 184
7.3 介質(zhì)對電磁波的色散和吸收 185
7.3.1 物理模型 185
7.3.2 求解步驟 186
7.3.3 電磁波的色散和吸收 188
第8章 狹義相對論 191
8.1 電磁理論與狹義相對論 191
8.1.1 電磁規(guī)律和相對性原理 191
8.1.2 狹義相對論的基本假設(shè) 192
8.1.3 時空性質(zhì)與物質(zhì)運(yùn)動 193
8.2 洛倫茲變換 194
8.2.1 導(dǎo)出洛倫茲變換的基本假定 194
8.2.2 簡單洛倫茲變換 196
8.2.3 一般洛倫茲變換 199
8.3 狹義相對論的時空理論 199
8.3.1 時空間隔和事件的時空關(guān)系 199
8.3.2 同時性的相對性及事件時序 200
8.3.3 時間間隔的相對性(動鐘變慢) 202
8.3.4 空間間隔的相對性(動尺縮短) 205
8.3.5 速度變換公式 207
8.3.6 加速度變換公式 209
8.4 相對性原理的四維表述 210
8.4.1 閔可夫斯基空間及洛倫茲變換 211
8.4.2 四維張量構(gòu)建舉例 212
8.4.3 4-矢量和4-張量分量的變換關(guān)系 214
8.5 電磁規(guī)律的不變性 216
8.5.1 電荷守恒方程 216
8.5.2 洛倫茲條件 217
8.5.3 達(dá)朗貝爾方程 218
8.5.4 電磁場張量 218
8.5.5 麥克斯韋方程 220
*8.5.6 輔助矢量D和H 221
8.5.7 電磁力密度矢量和電磁能量動量張量 222
*8.5.8 變換式的應(yīng)用舉例 224
8.6 相對論力學(xué) 226
8.6.1 4-動量矢量 227
8.6.2 相對論動力學(xué)方程 228
8.6.3 質(zhì)能關(guān)系 229
8.6.4 力的變換關(guān)系 230
8.6.5 洛倫茲力 231
*8.6.6 相對論分析力學(xué) 233
習(xí)題與答案 238
參考書目 255
附錄Ⅰ 中英文人名對照 256
附錄Ⅱ 圓柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)下的微分運(yùn)算公式 258
附錄Ⅲ 洛倫茲變換的一種推導(dǎo)方法 259
附錄Ⅳ 基本物理常量 264
教學(xué)進(jìn)度和作業(yè)布置 265