Werkausgabe, Bd.4, Feldtheorie pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Klett-Cotta /J. G. Cotta'sche Buchhandlung Nachfo

作者:Kurt Lewin

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1982-01-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9783129351406

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 场论
• 量子场论
• 数学物理
• 理论物理
• Werkausgabe
• Bd
• 4
• 德国物理学
• 经典物理学
• 高等教育

《电磁场理论：基础、应用与前沿探索》 编纂者按语： 本卷聚焦于电磁现象的深刻理解与实际应用，力求搭建一座连接经典物理与现代工程实践的坚实桥梁。本书并非对特定系列或已出版教材的简单重述，而是基于对当代物理学和工程学科发展脉络的深刻洞察，构建的一套系统性、前瞻性的电磁场理论学习与研究框架。 --- 第一部分：麦克斯韦方程组的精微解析与场论基础（约 400 字） 本部分旨在为读者打下坚实的数学和物理基础，深入剖析电磁学理论的核心——麦克斯韦方程组。我们将从最基础的矢量分析和张量代数出发，对静电场、静磁场中的高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律以及麦克斯韦引入的位移电流概念进行细致的解读。 重点在于对微分形式和积分形式方程的物理意义进行严谨的辨析。特别地，我们将详细探讨亥姆霍兹分解定理（Helmholtz Decomposition Theorem）在分离无旋场（如静电场、静磁场）和旋度场（如感应电场）中的关键作用。在数学工具上，本书不局限于笛卡尔坐标系，而是深入探讨了球坐标系和柱坐标系下的拉普拉斯方程、泊松方程的求解方法，并通过格林函数（Green's Functions）的引入，展示如何以统一的、更具物理直观性的方式处理边界值问题。此外，电磁场中的能量守恒（坡印亭定理的推导与物理含义）和动量守恒（电磁应力张量）将被置于中心地位，强调场作为物理实体所携带的能量和动量的传递特性。 第二部分：电磁波的传播、辐射与散射（约 500 字） 本部分将读者从静态的场论推向动态的电磁波世界。首先，本书详尽推导了均匀介质中平面电磁波的传播特性，包括波的相速、群速、相位常数和衰减常数（尤其在损耗性介质中）。我们着重分析了不同边界条件（Perfect Electric Conductor, PEC；Perfect Magnetic Conductor, PMC；Perfect Impedance Surface, PIS）对波的反射和透射的影响，并引入了菲涅尔公式的完整形式，细致考察了斯涅尔定律的物理限制和全内反射现象。 随后，内容转向电磁波的辐射问题。矢量磁位和标量电位被用于求解由任意分布的电流和电荷源激发的瞬时电磁场。本书重点解析了偶极子辐射（包括电偶极子和磁偶极子）的远场近似和功率辐射模式，这对理解天线的基本原理至关重要。对于更复杂的辐射源，我们将介绍远场渐近展开和模式展开法，用于分析多极子辐射的贡献顺序。 在波的传播和演化方面，本书专门设立章节讨论波在复杂介质（如各向异性介质、等离子体）中的色散关系和传播特性，并深入探讨了电磁波的散射理论。这包括瑞利散射（Rayleigh Scattering）和米氏散射（Mie Scattering）的适用范围及物理意义，为遥感、光学微观结构分析提供了理论支撑。 第三部分：电磁场理论的高级应用与计算方法（约 400 字） 理论的价值体现在其应用性。本部分着重介绍解决实际工程问题的有效工具。我们首先回顾了求解亥姆霍兹方程的解析技术，如分离变量法。随后，本书将重点介绍数值电磁学（Computational Electromagnetics, CEM）的核心方法。 有限差分法 (FDM)： 特别关注时域有限差分法（FDTD），详细讲解了Yee网格的构造、稳定性和色散关系，并展示了其在瞬态电磁场模拟中的强大能力。 矩量法 (MoM)： 重点阐述了如何将微分方程转化为线性积分方程，通过基函数和权函数（如共轭缺省法）的选取，实现对散射体和辐射体（如天线）的精确表面电流求解。 有限元法 (FEM)： 分析了FEM在处理复杂几何结构和非均匀介质边界问题时的优势，包括形函数选择和积分方程的建立。 这些计算方法的介绍不仅停留在算法层面，更强调了不同方法在精度、计算效率和内存需求上的权衡，指导读者根据实际工程需求选择最合适的求解器。 第四部分：前沿探索与跨学科交叉（约 200 字） 本卷的最后部分着眼于电磁场理论在现代科学和工程领域的前沿应用。我们将探讨非线性电磁学的基本概念，如磁化率的磁滞效应在铁氧体器件中的体现。此外，本书会触及与量子物理的交叉点，简要介绍电磁场与物质相互作用的半经典处理方法，如光与原子能级的耦合。在微纳尺度，我们将讨论表面等离激元极化激元（SPP）的理论基础及其在超分辨成像和传感中的潜力。这部分内容旨在激发读者对电磁学未来发展方向的思考。 --- 目标读者： 本书面向高等院校物理学、电子工程、应用数学及相关学科的高年级本科生、研究生以及致力于电磁场理论深入研究的工程师和科研人员。阅读本书需要具备扎实的微积分、线性代数和基础电磁学知识。

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初翻此卷，我立刻被其行文的逻辑密度所震撼，感觉自己像是被一位技艺精湛的登山向导，直接带到了阿尔卑斯山脉的冰川之下。作者（或者说是编者）的叙事节奏极快，几乎没有冗余的铺垫，直插核心概念的本质。这种写作风格要求读者必须全神贯注，任何一次思维的走神都可能导致对后续论证链条的脱节。例如，在描述某些基本公设时，那种层层递进、环环相扣的论证方式，让人不得不停下来，反复咀嚼每一个动词和介词的选择，去体会其精确的数学或物理内涵。我尤其欣赏其中在引入新符号系统时所采取的策略，它不是简单地罗列定义，而是通过一系列精心设计的思想实验来“逼迫”出新工具的必要性，这种方式极大地增强了理论构建的内在说服力。对于习惯了轻松阅读的读者来说，这可能是一次“痛苦”的洗礼，但对于渴望掌握硬核知识的人而言，这种高强度的智力挑战正是其最大的魅力所在——它迫使你走出舒适区，用最严苛的标准来审视自己的理解力。

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我试着将这本书与我书架上一些相对通俗的科普读物进行了对比，这种差异简直是天壤之别。如果说那些是关于湖面的波光粼粼，那么这本《Werkausgabe》无疑是直抵深海洋流的勘测报告。书中引用的参考文献和历史脉络的梳理，体现出一种极高的学术自觉性，它清晰地标示出每一步发展所依赖的前辈成果，使得整个理论体系显得无比坚实可靠，不容置疑。阅读过程中，我发现自己不得不频繁地在不同章节间跳转，以验证某些早期引用的基础条件是否已经得到满足，这使得阅读过程变成了一个主动的、探索性的“考古”行为，而非被动的知识接收。这种深度的相互参照，充分展现了该领域知识结构的复杂性和内在的统一性。它不提供捷径，只提供最坚固的阶梯，每一步都需要你亲自去攀爬，那种最终理解某个复杂结构时的豁然开朗，带来的满足感是其他任何读物都无法比拟的。

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这本《Werkausgabe, Bd.4, Feldtheorie》的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种深沉的墨绿色配上烫金的书名，透露出一种古典而又深邃的学究气息。装帧的质感拿在手里沉甸甸的，能感受到出版社对这套丛书的用心良苦。我个人对这种传统装帧的德文原版书有一种莫名的偏爱，总觉得文字的重量需要这样的载体来承载。这本书的开本适中，即便是长时间阅读也不会感到手腕的疲惫。内页纸张的选取也非常考究，那种略带米黄的色泽，有效地降低了印刷反光对眼睛的刺激，在昏黄的书房灯光下，阅读体验简直是无与伦比的享受。翻开扉页，清晰的字体排版，合理的行距和页边距，都体现了严谨的学术态度。虽然我还没有深入到理论核心，但仅凭这本物理形态所散发出的专业感和收藏价值，就已经值回票价了。它不仅仅是一本书，更像是一件艺术品，静静地躺在书架上，就足以提升整个房间的格调，让人心生敬畏，期待着接下来与这些伟大思想的深度交流。它的存在本身，就是对知识的最高敬意。

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总的来说，这本书给我的第一印象是：它需要时间、耐心，以及一种近乎“朝圣”般的心态。它不适合在通勤的地铁上随意翻阅，更像是一本需要你关上门、泡好一杯浓咖啡，全身心投入到一方静谧空间中的“仪式性”阅读材料。当我合上书页，暂时抽离出复杂的数学符号和抽象的概念世界时，一种巨大的思维惯性依然在我的脑海中回荡，仿佛我的大脑皮层刚刚经历了一次高强度的力量训练。这本书成功地构建了一个自洽的、逻辑严密的思想宇宙，并邀请你成为这个宇宙的见证者和探索者。它挑战了我的认知极限，迫使我用一种全新的视角去审视那些原本看似理所当然的自然规律。毫无疑问，这本卷宗是该领域内一部不可或缺的里程碑式的著作，它的分量，将随着我未来对理论理解的加深，而愈发凸显出来。

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从排版和注释体系来看，这本第四卷的处理方式堪称教科书级别。大量的脚注和尾注，并非仅仅用于引用来源，其中还包含了不少对晦涩术语的补充解释，甚至是作者对早期错误论点的自我修正或反思。这些“幕后花絮”极大地丰富了我们对理论发展历程的理解，让我真切地感受到科学的探索并非一蹴而就，而是充满了反复打磨和修正的过程。尤其值得称道的是，在一些涉及到历史渊源的段落，编者似乎有意保留了特定时代背景下的表达习惯，这对于研究理论哲学演变的人来说，提供了宝贵的语境线索。这种对文本“原真性”的坚持，尽管偶尔会增加初读的难度，但它确保了读者能够最真实地接触到那一代思想家是如何思考和表达的。可以说，这本书的注释部分本身就是一部微型的、关于该领域思想史的精妙论文集。

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