Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Chapters 39-46 (with CengageNOW 2-Semester pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Brooks Cole

作者:Raymond A. Serway

出品人:

页数:1392

译者:

出版时间:2007-06-12

价格:USD 73.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780495112938

丛书系列:

图书标签:

Physics
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具体描述

《电磁学导论与光学基础：经典理论与现代应用》内容概述本书旨在为物理学、工程学以及相关科学领域的学生提供一套严谨、深入且易于理解的电磁学与光学基础教材。全书内容涵盖了经典电磁场理论的核心概念，并延伸至现代光学领域的前沿进展，力求在理论深度与实际应用之间搭建坚实的桥梁。我们避免了对特定教材捆绑销售附件（如CengageNOW、个人导师卡等）的提及，专注于提供纯粹的学术内容体系。第一部分：静电学与静磁学基础 (Chapters 1-10) 本部分奠定电磁学研究的基石。首先，通过对电荷、电场强度和电通量的探讨，引出库仑定律。随后，高斯定律被系统地引入，用于简化具有高对称性的电荷分布求解。章节深入分析了电势的概念，并详细讨论了导体在静电场中的行为，包括静电平衡态的特性以及导体上的电荷分布规律。在静磁学方面，本书从毕奥-萨伐特定律出发，推导了各种典型电流分布产生的磁场。安培环路定律作为磁场的另一个重要工具被详细阐述，并将其应用于求解无限长导线、螺线管等理想情况下的磁场。磁矢量势作为求解静磁场的一种更抽象但强大的数学工具被引入，为后续的电动力学打下基础。此外，对磁介质（如顺磁体、抗磁体和铁磁体）的磁化过程及其本构关系进行了细致的分析。第二部分：电磁场的动力学与麦克斯韦方程组 (Chapters 11-20) 本部分是全书的核心，聚焦于电磁场随时间变化的动态过程。法拉第电磁感应定律被详细剖析，解释了变化的磁场如何产生电动势，并引出了感应电场。接着，对麦克斯韦修正后的安培定律的引入至关重要，它补全了描述电磁现象的完整方程组——麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组的四个基本方程（高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第定律和修正的安培定律）被独立且相互关联地阐述，并强调了它们在微分形式和积分形式下的物理意义。随后，本书展示了如何利用这些方程组推导出电磁波方程。在无源、无界、各向同性且均匀的介质中，电磁波的传播特性（横波性质、相速度、群速度）被严格推导。对平面电磁波的偏振态（线偏振、圆偏振、椭圆偏振）进行了详尽的数学描述和物理图像的构建。第三部分：电磁场的应用与能量 (Chapters 21-28) 本部分侧重于将电磁学原理应用于解决实际工程问题，并对场的能量和动量进行深入探讨。在交流电路分析方面，本书详细介绍了RLC串联和并联电路在正弦稳态下的行为，利用复数阻抗和相量法简化了分析过程。对电路的谐振现象（串联谐振和并联谐振）的条件、带宽和品质因数进行了量化分析。电磁场中的能量密度和能流密度（坡印廷矢量）被引入，用于描述电磁能量的传输与分布。坡印廷定理解释了能量如何在场中流动，并与电路中的焦耳热耗散建立了联系。同时，电磁场的动量密度和动量流的概念也被引入，虽然在经典范畴内效应微弱，但为理解光压等现象提供了必要的理论框架。第四部分：几何光学与波动光学基础 (Chapters 29-38) 在完成经典电磁场理论的搭建后，本书转入对光的传播行为的深入研究，从几何光学过渡到波动光学。几何光学部分基于光的直线传播、反射和折射的基本定律，系统地介绍了透镜、平面镜和球面镜的成像原理。通过光线追迹和薄透镜成像公式（高斯公式），详细分析了单透镜和多透镜系统的放大率和像差（如球差、色差）的初步概念。波动光学部分从惠更斯-菲涅耳原理出发，正式将光视为电磁波。详细分析了光的干涉现象，包括杨氏双缝干涉、薄膜干涉（牛顿环、等厚干涉条纹），并对相干性的概念进行了严格定义。随后，深入探讨了光的衍射，从单缝衍射的强度分布到圆孔衍射（艾里斑），展示了衍射极限对成像分辨率的根本限制。最后，本书全面阐述了光的偏振现象，包括产生偏振光的方法（反射、散射、双折射），以及利用起偏器和检偏器进行偏振分析的原理。本书特色本书结构清晰，从宏观的场概念逐步深入到微观的波动性质。理论推导严谨，每一步数学处理都有明确的物理依据支撑。内容覆盖了电磁学和光学两大核心分支，为学生构建了一个完整的经典物理图像，为进一步学习相对论、量子力学和半导体物理等现代物理学分支奠定了坚实的知识基础。本书的重点在于概念的建立和方程组的物理诠释，而非特定实验仪器的操作或捆绑的学习资源。