Essentials of College Physics Student Solutions Manual and Study Guide, Volume 1 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Serway, Raymond A./ Vuille, Chris/ Teague, Charles/ Gordon, John R.

出品人:

页数:271

译者:

出版时间:2006-4

价格:$ 72.26

装帧:Pap

isbn号码:9780495107811

丛书系列:

图书标签:

• College Physics
• Physics
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• Solutions

探索电磁学的奥秘：经典电磁学原理与应用 一本深入浅出、内容翔实的教材，致力于构建读者对经典电磁场理论的坚实理解。 本书旨在为物理学、工程学以及相关科学领域的学生和研究人员提供一个全面、严谨而又易于理解的电磁学学习框架。不同于侧重于特定应用或仅作初步介绍的入门读物，本卷聚焦于电磁学的核心原理，从静电学到麦克斯韦方程组的完整推导与物理意义的阐释，为后续更深入的电磁波传播、光学以及相对论性电磁学打下坚实的基础。 结构与内容深度 本书的编排遵循了逻辑递进的学术路径，确保读者能够逐步建立起对场论的直观认识和数学处理能力。我们深知，电磁学是物理学中对数学依赖性最强的分支之一，因此，书中不仅提供了必要的矢量分析和积分技巧回顾，更将这些数学工具无缝地融入到物理概念的阐述之中。 第一部分：静电学基础与矢量分析 本部分从最基本的电荷概念和库仑定律入手。我们详细探讨了电场和电势的概念，并着重阐述了电场线和等势面的物理图像。其中，高斯定律作为静电学的核心支柱被给予了充分的篇幅。通过大量的实例——包括点电荷、电偶极子以及连续电荷分布——展示了如何利用高斯定律简化复杂问题的求解过程。 随后，我们深入探讨了静电学中的势能概念，并引入了泊松方程和拉普拉斯方程。这些偏微分方程不仅是求解电势分布的关键工具，也是理解静电平衡条件下导体内部性质的理论基础。对边界条件的细致讨论，例如在导体和介质界面上的电场与电势关系，为理解电介质和电容器的物理行为奠定了基础。 第二部分：导体、电介质与电容 本章将理论引入实际材料。我们区分了理想导体和电介质的行为，清晰解释了电位移场的概念及其在包含介质问题中的作用。对于电介质，我们从微观层面讨论了极化现象，引入了电偶极矩和极化强度 $mathbf{P}$，并解释了介电常数 $kappa$ 的物理意义。通过对平行板电容器、球形电容器等典型结构的分析，读者将能够熟练运用电容公式，并理解能量存储的本质。 第三部分：稳恒电流与磁场起源 在引入电荷的宏观运动——电流后，本部分转入稳恒磁场的分析。首先阐述了电流密度、欧姆定律的微观形式，以及稳恒电流的连续性方程。 磁场的引入基于毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律。与高斯定律对应，安培定律的简洁性在求解具有高度对称性的稳恒电流系统（如长直导线、螺线管、圆环电流）时展现得淋漓尽致。我们详细对比了毕奥-萨伐尔定律（适用于任意电流分布）和安培定律（适用于高对称性情况）的应用范围与优势。 第四部分：磁介质与磁矢量 类似于电介质，磁介质的引入也至关重要。我们介绍了磁感应强度 $mathbf{B}$ 和磁场强度 $mathbf{H}$ 的区别，探讨了磁化强度 $mathbf{M}$，并对顺磁性、抗磁性及铁磁性材料的宏观响应进行了分类和基础性的描述。对磁通量的概念和磁介质中边界条件的讨论，进一步完善了场的整体图像。 第五部分：电磁感应与法拉第定律 本书的亮点之一在于对电磁感应现象的深刻剖析。法拉第电磁感应定律不仅是一个实验规律，更是引入“变化的磁场产生电场”这一革命性观念的基石。我们详细分析了动生电动势和感生电动势的区别，并通过楞次定律阐明了能量守恒在电磁感应中的体现。对涡流现象及其在制动和感应加热中的应用的简要提及，能帮助读者将理论与工程实践联系起来。 第六部分：麦克斯韦方程组的统一 本部分是电磁学理论的巅峰。我们通过引入“位移电流”的概念，对安培定律进行了修正，从而导出了完整的麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式。这六个方程（包括电荷守恒定律和法拉第定律）被系统地展示为描述所有经典电磁现象的统一框架。我们强调了这些方程组的内在一致性和物理简洁性。 教学特色与深度 本书的编写秉持“从现象到定律，再到统一”的教学理念： 1. 矢量微积分的强调： 书中对 $ abla cdot$ (散度) 和 $ abla imes$ (旋度) 的物理意义给予了详尽的图示和文字解释，确保读者理解其在描述场源（电荷密度、电流密度）和场旋度（感应电场、磁场环流）时的决定性作用。 2. 物理图像的塑造： 我们投入大量篇幅以直观的语言和图示解释电场线、磁力线、磁通量等概念，帮助读者克服纯数学描述带来的抽象感。 3. 严谨性与完备性： 每一个核心定理（如高斯定律、安培定律）的引入都伴随着严格的数学推导，并明确指出了其适用条件，确保了理论的可靠性。 总结而言， 本卷不满足于仅仅教授如何计算电场或磁场，而是致力于让读者掌握分析和解决涉及电荷、电流以及时变场问题的基本方法论。它是为那些渴望扎实掌握经典电磁理论的严肃学习者量身定做的，是通往更高级物理领域（如电磁波、光学、相对论）的必经之桥。

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