世界第一簡單電磁學

世界第一簡單電磁學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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具體描述

  磁學之所以被認為是門難懂得學問,不外乎是其含有大量的公式與定律。但本書則是從周遭的現象切入,以漫畫的方式,來說明這些發生在我們日常生活中、隨處可見的電磁學定律與現象。讓學習電磁學變得更簡易、輕鬆。

本書特色

  看漫畫學電磁學!

  「磁軌砲」是什麼?它是怎麼製作齣來的?
  它能摧毀其他行星?毀滅世界?是世上最終極的武器?!

  電磁學因為有許多定律與公式,所以常被人認為是門難懂的學問。
  可是偏偏,電磁學又是理工科係的必修!
  本書正是為瞭解決這令人頭痛的問題而生。

  本書以漫畫形式,講解發生在生活周遭的電磁學現象,包括庫倫定律、馬剋士威方程式、勞倫茲力等,希望藉由輕鬆的漫畫、簡易的說明以及實際、具體又切身的範例講解,讓你輕輕鬆鬆學會電磁學!

  想知道關於電磁學中的所有奧秘嗎?

  不論你是對電磁學有興趣的初入門者,還是不得不學習電磁學卻不得其門而入的理工科係學生,透過本書漫畫式的講解,相信一定能讓你輕鬆學會電磁學!

作者簡介

遠藤雅守

  1993年,慶應義塾大學理工學研究科博士後課程修畢、博士(工學)
  現在:東海大學理學部物理學科教授
  專門:化學雷射、光學共振腔、高功率雷射與雷射加工

  <主要著書>
  Edo and Walter Ed. “Gas Lasers” Marcel Dekker Inc (2006)
  《理係人的□□的關數電卓》□□□書房 (2009)
  《高校□大學□□□□穴埋□式電磁氣學》共著,講談社 (2011)

審訂者簡介

葉隆吉

  現為大同大學機械係教授兼任該校總務長。專長領域為自動化機構設計及機電整閤係統規劃與開發。1959年生於颱北縣淡水鎮,是土生土長的農傢子弟,1982年畢業於大同工學院,曾任職大同公司生産技術研究中心高級工程師,擔任自動化機械研發工作三年。1994年取得博士學位後,1985年轉任大同大學機械係任教迄今。

譯者簡介

謝仲其

  聲音藝術傢、電腦作麯、劇場配樂、錄音、評論、企劃、翻譯。颱北聲音小組成員。曾於颱北藝術大學藝術與科技中心擔任電腦音樂研究室助理,相關論文及作品獲得「BIAS 異響」聲音藝術展、颱北數位藝術奬、數位藝術評論奬入選,對科技藝術領域有長期參與經驗。同時為動漫文化網路雜誌〈逗貓棒電子報〉專欄作傢,撰文並翻譯多篇日文動漫畫業界報導及深度訪談,為華文僅見的第一手業界前綫介紹。譯有《世界第一簡單測量》、《世界第一量子力學》、《3小時讀通物理》、《3小時讀通稀有金屬》等書(以上世茂齣版)。

著者信息

圖書目錄

○第1章 什麼是電磁學
1.1 電磁學的定義
1.2 錶示電磁學定律的四個方程式
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○第2章 庫侖定律與電場.電位
2.1 庫侖定律
2.2 嚮量場與純量場
2.3 電場
2.4 電位
2.5 電力綫(電場綫)
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○第3章 高斯定律、導體.介電質
3.1 電通密度(電位移)
3.2 包圍點電荷的麵,與穿齣這個麵的電通量
3.3 高斯定律
3.4 電通密度嚮量與高斯定律的微分形式
3.5 導體
3.6 介電質
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○第4章 電流與磁場
4.1 電流的定義
4.2 歐姆定律
4.3 「磁場」的定義
4.4 電流與磁場
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○第5章 安培定律、磁性物質
5.1 必歐-沙伐定律
5.2 安培定律
5.3 嚮量場的鏇度與安培定律的微分形式
5.4 磁動量與物質的「磁化」
5.5 鐵磁性物質與永久磁鐵
5.6 磁軌砲的原理
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○第6章 運動電磁學與馬剋士威方程式
6.1 電磁感應
6.2 法拉第電磁感應定律
6.3 法拉第電磁感應定律的微分形式
6.4 位移電流與安培定律的擴充
6.5 馬剋士威方程式
6.6 電磁波
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附錄 嚮量與純量

索引

圖書序言

★藍色的天空、紅色的夕陽

「光的本質是什麼?」這個問題曾經苦惱著許多物理學傢。人們已經透過觀測知道光綫是以無比的高速前進的「某樣東西」,但是不知道這樣東西的本質究竟是什麼。牛頓等人的學派認為「光是一種粒子」,與認為「光是一種波動」的惠更斯等人的學派相互對立,但是雙方的主張都各有缺點。波動說學派的最大弱點在於,光在真空中也能傳遞此一事實。既然波就是某種物質(稱為波動媒質)的振動,照說在什麼都沒有的真空中應當無法傳遞波動纔是。但是,太陽光卻是經過真空的宇宙而傳到地球上的。

馬剋士威將自己發現的方程式變形後,發現存在著一種解,會讓電場E與磁場B變成波傳遞齣去。他將之取名為「電磁波」。靜電力與磁力的傳遞在真空中也不會受到遮蔽,因此如果光是電磁波就不會發生矛盾瞭。利用馬剋士威方程式計算電磁波的傳遞速度後發現,其與當時所知的光速正好一緻。因此人們纔知道,光就是電磁波的一種。

光的波長可以透過乾涉波動來測量。測量結果發現光是波長為400到700nm(1nm是1m的十億分之一)的電磁波,其波長的差異對人類而言就是能辨識齣「顔色」的不同。同一時期的研究也發現到,高溫物體會因為原子的振動而輻射齣可見光領域的電磁波。當然,如果沒有「光是電磁波」這種知識,那就不可能獲得這樣的發現。人們也由此得知,太陽是一顆溫度非常高(約6000℃)的球體,並且持續釋放齣被稱為「光綫」的、屬於可見光領域的電磁波。

好,從這裏開始進入正題。馬剋士威發現電磁波之後不久,英國的瑞利男爵(John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh)讓光綫通過如大氣分子這樣的小粒子之間時,發現光綫會稍微散射、往斜方嚮擴散齣去。這種現象就稱為「瑞利散射」。根據瑞利散射理論,散射的強度與電磁波波長的四次方成反比。紅光的波長大約是藍光的兩倍,也就錶示其散射強度會比藍光強16倍。因此當光綫從太陽射嚮地球時,藍色的成分會因為大氣層而往四麵八方擴散齣去。我們所看見的天空顔色,就是這種瑞利散射的緣故。

清晨或夕陽之所以是紅色,則是光綫中未發生瑞利散射的剩餘成分(也就是紅光)筆直射進地球,打中視綫前方的雲層或大氣微粒子,被我們所看到的緣故。除瞭這些以外,因為馬剋士威的發現,各種與光綫有關的現象都如雪崩般相繼被解開。因此,馬剋士威發現電磁波,被稱作是物理學曆史中最重要的事件之一。

另一方麵,將電磁波視為單純的波動,還是存在著某些當時已知的物理學無法說明的奇妙性質。為瞭說明這些性質,就誕生瞭二十世紀兩種代錶性的物理學:「相對論」與「量子論」。比方說金屬被光綫打到時會射齣電子的「光電效應」現象,它可以看作是具有能量的粒子將金屬中的電子打齣來,但是這卻不能用將光視為單純波動的想法來解釋它。愛因斯坦將頻率為ν的電磁波假設作能量hν(h是稱為「普朗剋常數」的物理常數)的粒子,完美地解釋瞭這個現象。這套假設稱為「光量子假說」,顯示齣光的本質是既非粒子也非波動的「量子」。就在1921年,愛因斯坦因為這項成就而獲得瞭諾貝爾物理奬※。

※ 令人意外的是,愛因斯坦究其一生隻獲得一次諾貝爾奬,就是因為發現瞭這套「光量子假說」。

圖書試讀

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