Essential Quantum Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Bowman, Gary

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2008-1

价格:$ 101.70

装帧:

isbn号码:9780199228928

丛书系列:

图书标签:

• 量子力学
• 量子力学教材
• 物理学
• 理论物理
• 量子理论
• 大学物理
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• 科学
• Essential Quantum Mechanics

经典电动力学：理论与前沿应用 作者：[此处可插入作者姓名，例如：张伟] ISBN：[此处可插入ISBN，例如：978-7-111-XXXX-X] 出版社：[此处可插入出版社名称，例如：高等教育出版社] --- 内容提要 《经典电动力学：理论与前沿应用》是一部全面、深入探讨麦克斯韦方程组及其在宏观世界中所有电磁现象的权威著作。本书旨在为物理学、工程学及相关领域的高年级本科生和研究生提供一个坚实的基础，同时为科研人员提供深入研究和解决复杂电磁问题的参考工具。 本书的结构设计精巧，从电磁学的基本定律和场论的数学工具入手，逐步深入到电磁波的传播、辐射理论，并最终探讨了电动力学在现代科技中的尖端应用，例如等离子体物理、同步辐射、以及非线性光学现象。本书的重点在于清晰的物理图像、严格的数学推导和丰富的例题分析，力求在理论深度与实用性之间取得完美的平衡。 我们不涉及量子力学的范畴，所有论述均严格限制在经典电磁场理论的框架内。这意味着本书完全聚焦于宏观电荷和电流的相互作用，电磁场如何描述经典电磁现象，以及在普朗克常数远大于所研究现象特征尺度时的近似有效性。 --- 详细章节结构与内容概述 全书共分为四个主要部分，共计十二章。 第一部分：电场与磁场的静力学基础 (Foundations of Electrostatics and Magnetostatics) 第1章：矢量分析与场论基础 本章作为数学预备知识，详细回顾了进行电动力学研究所必需的矢量微积分工具，包括梯度、散度、旋度和线积分、面积分。重点阐述了斯托克斯定理和高斯散度定理在物理场描述中的意义。对于复杂的几何问题，本章引入了直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的偏微分算符表示。 第2章：静电场理论 从库仑定律出发，推导了电场强度、电势的概念及其关系。详细讨论了高斯定律及其在求解具有高度对称性电荷分布问题中的应用。静电场的势能、束缚电荷（介质中的极化现象）以及电介质的引入，构成了对介质中静电场的完整描述。本章的难点——唯一性定理——将得到严谨的证明。 第3章：静磁场理论 本章从毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律出发，系统地构建了静磁场的理论框架。重点分析了稳恒电流产生的磁场，并深入探讨了磁介质（如顺磁、抗磁和铁磁材料）中的磁化强度和磁场强度（$mathbf{H}$场）的关系。讨论了磁标量势和磁矢量势的概念，为后续的电磁感应定律做铺垫。 第二部分：电磁场的时变与传播 (Time-Varying Fields and Wave Propagation) 第4章：电磁感应与麦克斯韦方程组的建立 法拉第电磁感应定律是本章的核心。通过对变化的磁通量进行严格定义，本章导出了描述感应电动势的公式。随后，本章的里程碑工作是将安培定律修正为包含位移电流项的形式，从而完整地构建了麦克斯韦方程组——电动力学的基石。对该四组偏微分方程组的物理意义和数学完备性进行了深入剖析。 第5章：电磁波的产生与传播 在无源（$ ho=0, mathbf{J}=0$）均匀、各向同性、线性介质中，麦克斯韦方程组被简化为齐次波动方程。本章将详细求解这一方程，推导出电磁波的横波特性、相速度、群速度以及波阻抗的概念。特别关注了在真空中光速的必然出现，并阐述了电场和磁场在波传播中的相位关系。 第6章：电磁波在边界上的反射与透射 本章将焦点转向电磁波在不同介质界面上的行为。针对平面波的入射（包括垂直极化和平行极化），利用边界条件推导了菲涅耳公式，计算了反射系数和透射系数。内容涵盖了全反射现象、布儒斯特角以及电磁波在良导体中的趋肤效应（深入分析了复波数和穿透深度）。 第7章：电磁场的能量、动量与坡印廷定理 本章从能量守恒的角度出发，导出了描述电磁场能量密度和能量流密度的坡印廷矢量。坡印廷定理（Poynting's Theorem）的严格推导揭示了电磁场如何传递能量。此外，本章还讨论了电磁场的动量密度，并阐述了辐射压力这一重要物理效应，这为理解光子动量提供了宏观电磁学的视角。 第三部分：辐射理论 (Radiation Theory) 第8章：迟滞势与辐射场 针对非静态源（随时间变化的电荷与电流分布），本章引入了迟滞电位 ($mathbf{V}$) 和迟滞磁位 ($mathbf{A}$) 的概念，这是解决辐射问题的关键数学工具。详细分析了在远场近似下（$r gg lambda$），由加速电荷产生的电磁辐射——电偶极子辐射的强度、方向性和总辐射功率的计算，重点解析了天线的基本原理。 第9章：更高级的辐射形式 本章将辐射分析扩展到更复杂的源结构。系统推导了磁偶极子辐射的功率公式，并分析了其与电偶极子辐射的对比。随后，通过多极展开法，探讨了由电荷和电流的更高阶矩（如四极矩）产生的微弱辐射场，这些分析对于理解天体物理中的加速源至关重要。 第四部分：相对论性电动力学与应用 (Relativistic Electrodynamics and Applications) 第10章：狭义相对论与电磁场 本章将经典电动力学提升至相对论高度。首先回顾了洛伦兹变换和四维时空的概念。核心内容是将电场和磁场巧妙地统一在电磁场张量 ($F^{mu u}$) 之中，展示了麦克斯韦方程组在洛伦兹变换下的协变形式。本章证明了电磁场方程在所有惯性系中的形式不变性，这是电动力学与狭义相对论完美结合的体现。 第11章：相对论性电荷的运动 本章结合相对论动量和能量，推导了在外部电场和磁场中运动的带电粒子的洛伦兹力方程的相对论形式。通过分析粒子在恒定电场、恒定磁场以及交变电磁场中的运动轨迹（如回旋加速器原理），展示了相对论效应在高速粒子加速器中的重要性。 第12章：高级应用主题选讲 本章作为应用的总结与展望，聚焦于经典理论在特定前沿领域的应用，但不涉及量子效应。主要内容包括： 等离子体中的电磁波传播： 分析了等离子体频率、电离层中的波导效应。 非线性电磁响应导论： 简要讨论了在高强度激光场下材料的非线性极化响应（如二次谐波产生），尽管是经典描述，但为理解宏观非线性现象奠定了基础。 同步辐射概述： 结合相对论性运动，分析了高速电子在磁场中辐射的特性，这是大型科学装置的核心物理过程。 --- 本书特色 1. 彻底的经典视角： 本书严格遵循麦克斯韦方程组的经典框架，不引入或依赖任何量子力学概念（如光子、量子场论的算符形式）。所有现象均归结为电荷、电流与场的相互作用。 2. 数学工具的完备性： 每一重要概念的引入都伴随着严谨的数学推导，确保读者能够独立完成复杂问题的求解，而非仅仅记忆结论。 3. 物理图像的强调： 尽管数学严格，本书始终注重培养读者的物理直觉，例如通过对坡印廷流的分析来理解能量的真实传输路径。 4. 丰富的例题与习题： 书中穿插了大量精心设计的例题，旨在巩固理论知识。每章末尾均附有不同难度梯度的习题，供读者自我检验和深入探索。 --- 适用对象 物理学、应用物理学、电子工程、通信工程等专业的高年级本科生和研究生。 需要深入理解电磁场理论基础的科研人员和工程师。 对经典电磁现象的统一性与优雅性感兴趣的自学者。

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