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出版者:机械工业

作者:李戈扬

出品人:

页数:331

译者:

出版时间:2005-1-1

价格:26.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111155645

丛书系列:

图书标签:

• 表面科学
• 表面技术
• 材料科学
• 物理化学
• 界面科学
• 薄膜技术
• 纳米技术
• 真空技术
• 分析测试
• 应用研究

好的，这里有一份关于《电磁场理论与应用》的详细图书简介，旨在突出其深度和广度，同时避免提及“表面科学与技术”相关内容。 --- 《电磁场理论与应用》：洞察现代工程的基石 引言：驾驭无形的力量 在当今高度互联的科技社会中，电磁现象无处不在，从微观的半导体器件运行到宏观的无线通信网络，再到复杂的电力传输系统，无不依赖于对电磁场的深刻理解与精确控制。电磁场理论作为物理学和工程学交叉领域的核心支柱，不仅是理解自然规律的关键，更是现代电气工程、电子工程、通信工程乃至光电技术等领域发展的理论基础。 本书《电磁场理论与应用》，旨在为读者系统、深入地剖析电磁场的基本原理，并着重阐述这些理论在实际工程问题中的应用方法与技巧。我们期望通过严谨的数学推导和丰富的工程实例，构建一座连接纯粹理论与工程实践的坚实桥梁。 第一部分：电磁场的基础与静场分析 (Fields and Static Analysis) 本书的开篇聚焦于电磁理论的基石——静电场和静磁场。在这一部分，我们首先回顾麦克斯韦方程组在静态条件下的形式，即库仑定律和毕奥-萨伐尔定律的积分与微分形式。 静电场理论： 我们将详细探讨电场强度、电位移矢量以及电势的定义。关键内容包括电荷分布的计算、高斯定律在求解对称性问题中的应用，以及静电场的能量密度和边界条件。特别地，本书将深入讲解电位函数法和分离变量法在处理复杂几何结构中电位分布问题时的应用，并引入电像法这一强大的工具来处理导体与介质界面上的静电问题。对于电介质材料，我们不仅会分析其宏观响应（极化率与介电常数），还会涉及介质内部的微观机制。 静磁场理论： 围绕静磁场展开，我们将从安培环路定律出发，引入磁感应强度和磁场强度（$mathbf{H}$）。重点内容包括磁介质中的磁化强度、磁路的分析方法，以及如何利用泊松方程和拉普拉斯方程求解无源区的磁位分布。对于存在电流的区域，我们将详细讨论矢势（Vector Potential）的概念及其在求解复杂磁场分布中的优势。磁场的能量、磁场对运动电荷和载流导线的作用力（洛伦兹力）的精确表达也将是本部分的重要组成部分。 第二部分：时变电磁场与麦克斯韦方程组的统一 (Time-Varying Fields and Maxwell’s Equations) 随着对电磁现象认识的深化，我们必须引入时间变量，这是理解电磁波传播和辐射现象的必要前提。本部分的核心是完整麦克斯韦方程组的推导和分析。 变化的电荷与电流： 我们将首先引入“位移电流”的概念，解释其如何弥补安培定律在变化电场下的不完备性，从而实现电磁理论的自洽。通过对四个基本方程的全面审视，读者将清晰地理解电场与磁场之间的相互激发、相互演化关系。 波动方程的导出与分析： 在无源、均匀、各向同性介质中，麦克斯韦方程组简化为标准的电磁波方程（波动方程）。本书将详细推导这些波动方程，并求解其在不同维度下的平面波解。我们将分析纵向分量（$mathbf{E}$和$mathbf{H}$的散度不为零）的特性以及它们在非均匀媒质中的行为。 波的传播特性： 深入探讨平面波在真空、理想导体、有损介质（如导体和电介质）中的传播特性。重点包括传播常数、衰减常数、相速、群速、特性阻抗以及坡印廷矢量（Poynting Vector）在描述能量流向和大小上的作用。对于有损媒质，我们将区分良导体和低损耗电介质的传播特性。 第三部分：边界值问题与波的传播 (Boundary Value Problems and Wave Propagation) 电磁理论的实用性体现在解决复杂边界条件下的问题。本部分将集中于波在结构约束下的行为。 平面波在不同媒质界面上的反射与透射： 这是射频和光通信领域的核心问题。我们将应用边界条件，推导斯涅尔定律、菲涅耳公式，详细分析电磁波在理想导体、介质分界面上的反射和折射现象。我们将引入垂直极化（TM）和水平极化（TE）的概念，并利用反射系数和透射系数来量化能量的分配。 导波理论基础： 在传输线和波导管中，电磁波的传播受到结构限制。我们将从导波的波动方程出发，分析横电波（TE）、横磁波（TM）以及横电磁波（TEM）的模式。重点分析平行板波导和圆波导中的截止频率、传播常数与色散关系，理解波导作为高频能量传输媒介的物理本质。 第四部分：电磁场与物质的相互作用及应用基础 (Interaction with Matter and Foundational Applications) 本部分将把理论知识应用于更具体的工程场景，尤其是与材料科学和高频技术相关的领域。 材料的电磁特性： 深入讨论特定材料的电磁响应，包括电导率、磁导率、损耗角正切等参数对电磁波传播的影响。探讨集肤效应（Skin Effect）在导体中的发生机理及其对高频电流分布的影响。 电磁场与辐射源： 介绍基本的辐射体模型，如振荡电偶极子（如赫兹振子）。分析其远场辐射特性，包括方向图、辐射强度和有效辐射面积，为理解天线原理奠定基础。 数值方法简介（有限差分法/有限元法基础）： 鉴于许多复杂工程问题的解析解难以求得，本书将简要介绍数值电磁学（CEM）的基本思想，特别是有限差分时域法（FDTD）或有限元法（FEM）在求解麦克斯韦方程组方面的应用潜力，帮助读者衔接更高级的仿真技术。 结论： 《电磁场理论与应用》力求以清晰的逻辑结构和严谨的数学推导，将抽象的电磁场概念转化为可量化、可控制的工程工具。通过对静场、时变场、边界条件、导波传播及辐射基础的系统阐述，本书旨在培养读者独立分析和解决复杂电磁问题的能力，使其能够胜任现代电子、通信和电力系统设计中的关键挑战。掌握这些基础，即是掌握了驱动现代科技进步的无形力量。

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让我惊喜的是，这本书在跨学科的整合能力上做得非常出色。我通常阅读的专业书籍，要么过于偏向于物理学的理论建模，要么一头扎进应用化学的合成细节中，很少有能将两者完美融合的。这本书在讨论表面缺陷对催化活性的影响时，不仅引用了量子化学计算的结果来解释电子结构的微小变化，还紧密结合了扫描隧道显微镜（STM）观察到的形貌变化。这种“从原子尺度理论到宏观实验验证”的完整叙事链条，极大地提升了知识的连贯性。它似乎在向读者传达一个理念：任何表面的行为都不是孤立的，而是多重物理和化学效应相互作用的结果。这种全景式的视角，对于正在尝试解决多尺度问题的工程师来说，简直是醍醐灌顶。

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我购买这本书主要是希望它能帮助我更好地理解工业清洗流程中的去污机理。从这个角度来看，这本书的理论深度无疑是超标的，但其中一些章节的启发性却是我未曾预料的。例如，书中关于吸附与脱附的统计力学描述，虽然用的不是直接针对表面活性剂的案例，但其原理的普适性让我得以重新审视我们日常遇到的乳化和分散问题。它没有直接提供一个“配方”，而是提供了“思维框架”。我发现，通过书中关于能量势垒和覆盖度依赖性的讨论，我能更精确地判断某个清洗剂在特定温度下失效的原因，并设计出更具针对性的优化方案。这本书的价值在于，它提供了一种看待问题的底层逻辑，让你可以从最基本的物理化学原理出发，去推导出看似复杂的工程现象，这比死记硬背具体的工艺参数要高明得多。

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这本书的阅读体验，说实话，有些像攀登一座高山。它无疑是一部权威之作，资料的详实程度令人咋舌，参考书目几乎涵盖了该领域所有重要的里程碑式工作。但正因如此，对于初学者来说，可能需要极大的毅力。我尝试着带着我的本科生一起研读，他们普遍反映前几章的概念引入还算顺畅，但一旦进入到具体的晶体生长动力学或者俄歇电子能谱分析等章节，理解的难度就陡然上升了。书中大量的数学推导，虽然严谨无懈可击，但缺乏足够多的插图或动画辅助来直观展示复杂的空间结构和电子态分布，使得理解过程显得比较滞涩。我感觉这本书更像是为已经有一定物理或化学背景的研究生和专业人士量身定制的“工具箱”，而不是一本能够轻松入门的“导游手册”。

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这本书的装帧设计相当吸引人，那种沉稳的深蓝配上烫金的书名，一下子就抓住了我的眼球。我原本对这种偏向基础科学的书籍抱持着谨慎的态度，担心内容会过于晦涩难懂，但翻开第一页后，我被作者清晰的逻辑和循序渐进的讲解方式所折服。它不像传统教科书那样堆砌公式和理论，而是仿佛一位经验丰富的导师，耐心地为你铺陈知识的脉络。特别是引言部分，作者用几个非常生动的例子，将宏观的现象与微观的机理巧妙地联系起来，让我立刻感受到这个领域并非遥不可及，反而充满了探索的乐趣。装订也很结实，纸张的质感也很好，长时间阅读下来眼睛也不会感到特别疲劳，这对于需要反复查阅的专业书籍来说，是非常重要的考量因素。总的来说，初印象非常棒，它在形式上成功地营造了一种专业而又不失亲和力的氛围。

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我是在进行一个关于新型复合材料表面的润湿性研究时偶然接触到这本书的。坦白讲，我更倾向于阅读最新发表的顶刊论文，总觉得经典教材的更新速度跟不上日新月异的技术发展。然而，这本书的深度和广度着实让我感到惊讶。它没有满足于对基础概念的简单罗列，而是深入剖析了不同尺度下界面现象的复杂性。书中对某些特定体系的热力学和动力学描述，精确到了我之前只在少数几篇高水平综述中见过的细节。尤其让我印象深刻的是关于自组装单分子膜形成过程的章节，作者对平衡态和非平衡态的讨论，提供了全新的视角来理解动态过程的演变。对于像我这样需要在实际操作中优化工艺参数的研究人员来说，这种扎根于理论基础的深入分析，远比那些只关注“如何做”的实用手册更有价值，它教你“为什么会这样”。

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