电磁场与电磁波 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:360

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出版时间:2010-2

价格:38.00元

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isbn号码:9787030266316

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• 电磁场
• 电磁波
• 物理学
• 电磁学
• 大学教材
• 理工科
• 高等教育
• 电动力学
• 麦克斯韦方程
• 场论

《量子力学导论：微观世界的奇妙旅程》 内容概要： 本书旨在为初学者提供一个全面而深入的量子力学入门指南。在宏观世界中，我们习惯于牛顿经典物理学的确定性和直观性，然而，当我们深入到原子和亚原子粒子的微观尺度时，一切都变得截然不同。量子力学以其反直觉的概率性、叠加态和不确定性原理，彻底颠覆了我们对物质和能量本质的认知。 本书从历史背景和哲学思辨出发，引出量子理论的诞生，随后系统地介绍量子力学的核心概念和数学框架。我们将以清晰、严谨的叙述方式，带领读者探索这个迷人而复杂的领域。 第一部分：量子革命的序曲 本部分回顾了十九世纪末二十世纪初物理学面临的危机，这些危机促使了量子理论的萌芽。 1. 黑体辐射与普朗克假设： 我们将详细探讨黑体辐射的经典理论如何失败，以及普朗克引入能量量子化概念的革命性意义。探讨$ ext{E}= ext{h} u$公式的深远影响。 2. 光电效应与光子概念： 深入分析爱因斯坦如何利用光子概念成功解释光电效应，从而确立了光的粒子性，并讨论波粒二象性的初步显现。 3. 原子光谱与玻尔模型： 介绍氢原子光谱的规律性，以及玻尔提出的能级概念和量子化的轨道假设。尽管玻尔模型存在局限性，但它为理解原子结构提供了关键的过渡步骤。 4. 德布罗意波与物质波： 阐述德布罗意提出的物质波假说，即一切物质都具有波动性，并探讨如何通过实验（如电子衍射）验证这一理论。 第二部分：薛定谔方程与波函数 本部分是量子力学的核心数学工具，我们将详细介绍描述量子系统演化的基本方程。 1. 波函数的物理意义： 引入波函数$Psi(mathbf{r}, t)$的概念，并解释波恩对波函数概率幅的诠释。探讨波函数的归一化条件和概率密度。 2. 时变薛定谔方程： 详细推导并分析时间依赖的薛定谔方程，这是量子系统随时间演化的基本动力学方程。 3. 定态薛定谔方程： 讨论如何通过分离变量法得到时间无关的薛定谔方程，及其在求解定态问题中的应用，特别是在势能恒定时系统的能量本征值和本征态。 4. 一维势阱问题： 这是理解量子化的最经典的例子。我们将详细求解无限深势阱、有限深势阱以及势垒穿透（隧穿效应）问题。分析能级的分立性和波函数的特性。 5. 谐振子与阶梯算符： 引入量子谐振子的处理方法，特别是使用创建和湮灭算符（升降算符）的代数方法，展示其相对于直接求解微分方程的优雅之处，并计算能级间隔。 第三部分：量子力学的基本原理与形式体系 本部分将提升到更抽象的数学结构，介绍量子力学的完备形式体系。 1. 算符力学： 介绍可观测量的数学表示——厄米算符。详细讨论算符的对易关系、本征值和本征函数。 2. 不确定性原理： 深入探讨海森堡不确定性原理的数学推导（基于算符的对易子），并阐释其作为自然界基本属性的意义，而非测量技术限制。 3. 态叠加原理与测量问题： 解释量子态的线性叠加特性。重点讨论测量的作用——波函数坍缩，以及测量结果的概率分布，这是连接量子理论与宏观观测的关键环节。 4. 狄拉克符号（Bra-Ket Notation）： 引入狄拉克符号作为描述量子态和算符的简洁而强大的数学语言，便于处理复杂的状态空间。 第四部分：角动量与自旋 角动量在量子体系中扮演着至关重要的角色，本部分将集中探讨其量子化特性。 1. 轨道角动量算符： 定义$mathbf{L}$的算符形式，研究其分量之间的对易关系，并求解其本征值方程，展示轨道角动量在空间中的量子化（磁量子数）。 2. 自旋角动量： 介绍电子的内禀角动量——自旋的概念，以及通过斯特恩-革拉赫（Stern-Gerlach）实验的经典分析来确立自旋的半整数特性。 3. 总角动量： 讨论轨道角动量和自旋角动量的叠加，引入总角动量算符$mathbf{J}$及其量子数。 第五部分：多粒子系统与全同粒子 当考虑由多个粒子组成的系统时，需要引入新的对称性原理。 1. 全同粒子与统计： 区分费米子（半整数自旋）和玻色子（整数自旋）。 2. 泡利不相容原理： 阐述泡利原理对费米子系统的限制，这是理解原子核外电子排布和元素周期律的基石。 3. 玻色-爱因斯坦统计与费米-狄拉克统计： 概述两种统计分布在描述大量粒子系统行为时的根本差异。 附录： 提供必要的线性代数和微分方程基础回顾，以辅助理解核心内容。 本书特色： 本书的编排遵循“从具体到抽象，从物理图像到数学形式”的逻辑，确保读者能够逐步掌握量子力学的深刻内涵。书中包含大量的例题解析，旨在巩固理论知识的应用能力，并配有清晰的图表来辅助理解波函数的空间行为。特别注重对量子力学哲学意义的探讨，引导读者思考经典物理与量子世界之间的根本差异。本书适合物理、化学、材料科学等专业的高年级本科生及研究生作为教材或参考书使用。

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我必须承认，这本书的阅读体验是充满挑战，但也是回报丰厚的。它对数学工具的要求是比较高的，这对于习惯了定性分析的读者来说，可能需要一些适应期。不过，作者似乎也意识到了这一点，他在推导过程中加入了大量的“物理意义解释”的旁白。例如，在处理坡印廷矢量（Poynting Vector）时，作者没有直接抛出那个复杂的矢量形式，而是花了一整页的篇幅，用流体运动的比喻来解释电磁能量流动的方向和大小，这极大地帮助我建立了直观的物理图像，使得那些复杂的张量运算不再是冷冰冰的数学游戏，而是对能量如何传输的精确描述。我甚至发现，它在某些章节的讲解顺序上，与我过去接触到的教材是反着来的，这种“逆向思维”的编排方式，反而迫使我跳出固有的思维定式，从更本质的物理规律去重新审视问题。这种引导读者进行深度思考的设计，是这本书最宝贵的财富之一。

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天呐，这本书简直是为我量身定制的！我一直对那些看不见的、无处不在的能量波动充满好奇，这本书的开篇就用一种极其生动的故事性手法，将我们日常生活中接触到的各种现象——比如手机信号的稳定传输、微波炉加热食物的原理，甚至是无线充电技术的奥秘——娓娓道来。它不像我以前读过的那些教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是像一位经验丰富的老教授，手持着一块神奇的黑板，把那些抽象的电场和磁场的相互作用，用清晰的图像和日常的类比清晰地勾勒出来。我特别喜欢作者在讲解麦克斯韦方程组时所下的功夫，他没有急于让人记住那些复杂的微分形式，而是先通过历史的演变和物理思想的碰撞，让我们理解每个方程背后的深刻含义。读完第一部分，我感觉自己对“场”这个概念的理解被彻底刷新了，不再是模糊的“影响范围”，而是一种真实存在的、具有能量和动量的物理实体。那种豁然开朗的感觉，让我迫不及待地想要深入探索后面的内容，探索那些电磁波是如何穿越浩瀚宇宙，带着信息与能量翩翩起舞的。

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这本书的排版和插图质量令人称赞，这在理工科书籍中往往是比较被忽视的环节，但在这里却得到了极大的重视。尤其是当涉及到复杂的几何结构和场分布可视化时，那些高分辨率的、色彩鲜明的图表，简直是解救了我的“视觉学习”能力。比如，在讲解腔体谐振器时，书中展示的各种模式（TE/TM模式）的能量分布图，直观到我几乎能“看到”电磁波在腔体内部的振荡形态，这比单纯看解析解要有效得多。此外，书中引用了大量的历史脚注和科学家的趣闻轶事，这使得严肃的物理学习过程多了一份人文关怀和历史厚重感。它让我明白，科学的进步不是一蹴而就的，而是无数代人智慧积累的结果。这本书不仅仅是一本教材，它更像是一份邀请函，邀请读者进入一个充满美感、逻辑严密且对现代科技至关重要的物理世界，去探索那些永恒的规律。

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这本书的深度和广度都让人惊叹，它绝不仅仅停留在理论推导的层面。我印象最深的是其中关于“波导和天线设计”的那几个章节。坦白说，在拿起这本书之前，我对“天线”的理解仅限于屋顶上那些奇形怪状的金属架子。然而，作者巧妙地引入了边界条件和模式分析，将天线的辐射效率、方向图这些看似高深莫测的概念，转化成了可以直观感受的物理现象。比如，书中对于不同类型天线（如偶极子天线、喇叭天线）的性能对比分析，简直是教科书级别的精准和细致，配图清晰到让人仿佛能用尺子量出波长和电流分布。更棒的是，它还触及了一些前沿应用，比如等离子体中的电磁波传播，这部分内容虽然难度陡增，但作者的叙述依然保持了极高的逻辑性和严谨性，让人明白，只有扎实掌握了基础理论，才能真正理解这些尖端科技是如何运作的。对于工程实践者来说，这本书无疑是一本可以反复翻阅的工具书，它提供的理论支撑足以指导我们在复杂电磁环境中进行设计和优化。

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这本书的结构设计简直是艺术品级别的。它不像那种堆砌知识点的百科全书，而更像是一部精心编排的交响乐。前几章奠定基础，中段则进入高潮，详细阐述了平面波在各种介质中的反射与折射，这里面的菲涅耳公式推导过程被分解得极其细致，每一步的物理假设都交代得清清楚楚，让我终于明白为什么在水下看岸上的景物会变形。而最让我感到震撼的是后半部分对于“电磁兼容性”（EMC）的介绍。它没有将这个主题视为一个独立的工程分支，而是巧妙地将其融入到传播理论中，解释了“串扰”和“屏蔽”的根本原因。这种将基础理论与实际工程问题无缝连接的处理方式，体现了作者深厚的学术底蕴和对现代电子设备所面临挑战的深刻洞察。它让我意识到，研究电磁场，最终目的还是为了更好地控制和利用电磁能，而不是仅仅停留在抽象的数学世界里。

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浓浓师生情

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