電磁學與電磁波的理論及應用(下)（15版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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本書是以筆者二十六年來長期教授電磁學、電磁波、天綫工程與微波工程的講義為基礎，再加上多年來的教學經驗，並廣泛採取國外同類著作的優點編寫而成。本書具有下列幾項特點：

　　*以深入淺齣的「白話」闡述深奧的電磁理論及其應用觀念。讀者在本書所看到的，是條理分明、思緒清楚的條列式觀念陳述，而非一般教科書的冗言贅語。

　　*本書中重要名詞均附上原文，另為瞭強化讀者之應考與科技英文之閱讀能力，本書之例題絕大多數採用英文命題。

　　*本書極適閤當作大學之教科書，亦適用於青年朋友準備研究所入學考試、高普特考、技師、期中期末考，甚至碩士班與博士班的資格考。此外，本書亦可作為電機、電子、通訊、物理、光電、醫工、工科、電物、大氣等相關領域工程師的案頭參考書。

　　*本書之例題與考題相當豐富。為方便讀者研習，筆者將例題與考題分為三類：「★」、「★★」與「★★★」。建議讀者，第一次研習本書時，先挑「★」研習；待基本觀念嫻熟後，再揮軍「★★」；當實力纍積一定程度時，再挑戰「★★★」。
 

經典力學導論：從牛頓定律到拉格朗日與哈密頓體係 本書麵嚮對象： 物理學、工程學、數學等相關專業本科高年級學生、研究生，以及希望係統迴顧和深入理解經典力學基礎的專業人士和研究人員。 內容概述： 《經典力學導論：從牛頓定律到拉格朗日與哈密頓體係》旨在提供一個全麵、嚴謹且富有洞察力的經典力學框架。全書以牛頓力學為起點，逐步深入到更具普適性和數學優雅性的拉格朗日力學和哈密頓力學體係。本書強調物理概念的清晰闡述與數學工具的熟練運用相結閤，旨在幫助讀者建立起對宏觀物體運動規律的深刻理解，並為後續學習更高級的理論物理（如量子力學、場論）奠定堅實的基礎。 全書共分為三大部分，共計十五章。 --- 第一部分：牛頓力學基礎與運動的描述（第1章至第5章） 本部分緻力於鞏固讀者對經典力學基石——牛頓運動定律的理解，並引入描述復雜係統運動所需的初步數學工具。 第1章：空間、時間與運動 本章首先界定瞭伽利略時空觀的基本假設，探討瞭慣性參考係的概念及其物理意義。詳細討論瞭質點的位移、速度和加速度的矢量描述，並引入瞭定性分析運動軌跡的方法。本章著重闡述瞭參考係之間的伽利略變換，並初步探討瞭非慣性係下的錶觀力（如慣性力）。 第2章：牛頓定律與守恒定律 核心章節，係統闡述瞭牛頓第一、第二和第三定律的物理內涵和適用範圍。重點分析瞭動量（綫性動量和角動量）的概念，並基於牛頓第二定律推導齣綫性動量守恒和角動量守恒定律。對保守力、勢能的概念進行瞭首次引入，並闡述瞭機械能守恒定律在分析功和能量轉化中的核心作用。 第3章：簡諧振動與微擾理論初步 本章聚焦於最基本的一維係統——簡諧振動（SHM）。深入分析瞭簡諧振動的特點、周期和能量。隨後，擴展到阻尼振動和受迫振動，通過解析求解微分方程，展示瞭共振現象的物理機製。為後續處理復雜係統，本章引入瞭微小擾動分析的初步方法，如利用泰勒展開處理非綫性勢能項。 第4章：剛體運動的描述 本章將分析對象從質點擴展到宏觀的剛體。詳細介紹瞭剛體的運動狀態（平移與轉動），質心概念的定義和性質。深入探討瞭剛體的轉動慣量，並推導瞭剛體轉動相關的角動量定理。通過分析定軸轉動和繞定點的自由轉動，為理解陀螺儀等設備的工作原理打下基礎。 第5章：牛頓引力定律與中心力場 本章應用牛頓定律分析引力問題。詳細闡述瞭萬有引力定律，並將其應用於計算行星和衛星的軌道運動。重點分析瞭中心力場的性質，通過定解開普勒問題，展示瞭橢圓、拋物綫和雙麯綫軌道的幾何性質。本章末尾將引齣對積分常量的物理解釋，為過渡到更一般的積分方法做準備。 --- 第二部分：變分原理與拉格朗日力學（第6章至第10章） 本部分是全書的轉摺點，引入瞭物理學中最為優美的工具之一——變分法，並以此構建起更具一般性的拉格朗日力學框架。 第6章：變分原理與歐拉-拉格朗日方程 本章從變分法的基本概念齣發，定義瞭泛函及其變分。詳細推導瞭泛函極值條件的必要條件——歐拉-拉格朗日方程（Euler-Lagrange Equation）。隨後，將這一數學工具應用於物理係統，闡明瞭最小作用量原理（或稱哈密頓原理）作為經典力學的基本假設。 第7章：廣義坐標與拉格朗日方程的建立 本章的核心是引入廣義坐標（Generalized Coordinates）的概念，闡明其在處理約束係統中的優越性。基於廣義坐標和速度，定義瞭係統的動能 $T$ 和勢能 $V$，進而構建齣拉格朗日函數 $L = T - V$。嚴格推導瞭在廣義坐標下描述係統動力學的拉格朗日方程，並展示瞭其如何自動滿足（或規避）約束力的求解。 第8章：守恒量與諾特定理的初步應用 在拉格朗日框架下，本章重新審視守恒定律。通過分析拉格朗日函數對時間、廣義坐標的依賴性，導齣瞭循環坐標（Cyclic Coordinates）的概念，並證明瞭對應廣義動量守恒的定理。雖然尚未引入群論，但本章為諾特定理（Noether's Theorem）的物理直觀理解提供瞭基礎。 第9章：拉格朗日力學在特定係統中的應用 通過一係列典型的物理實例，鞏固拉格朗日方法的掌握程度。包括：多級擺（如雙擺，展示其復雜的非綫性動力學）、滑動在彎麯錶麵上的粒子、變質量係統（如火箭運動），以及電磁場中的帶電粒子（引入電磁場的矢量勢 $mathbf{A}$ 和標量勢 $phi$ 到拉格朗日函數中的構建）。 第10章：剛體運動的拉格朗日描述 將拉格朗日方法應用於剛體轉動，使用歐拉角作為描述剛體姿態的廣義坐標。推導齣歐拉剛體運動方程，並分析瞭陀螺進動（Precession）、章動（Nutation）等復雜現象的拉格朗日分析方法，揭示瞭其與牛頓力學描述的內在一緻性。 --- 第三部分：哈密頓力學與現代物理的橋梁（第11章至第15章） 本部分將係統從狀態空間（坐標和動量）的角度重新描述經典力學，即哈密頓力學，這是通往統計力學和量子力學不可或缺的橋梁。 第11章：勒讓德變換與哈密頓函數的構造 本章作為從拉格朗日到哈密頓的過渡，詳細介紹瞭勒讓德變換（Legendre Transformation）在物理學中的應用。定義瞭廣義動量 $p_i = partial L / partial dot{q}_i$，並構建齣哈密頓函數 $H(q, p, t) = sum_i p_i dot{q}_i - L$。討論瞭在保守係統下 $H$ 等於總能量的物理意義。 第12章：哈密頓正則方程與相空間 推導齣哈密頓正則方程（Hamilton's Canonical Equations），這是一個由 $2N$ 個一階微分方程組成的方程組，相比於拉格朗日方程（$N$ 個二階方程）的優勢。引入相空間（Phase Space）的概念，並將係統運動描述為相空間中的一條軌跡。 第13章：泊鬆括號與正則變換 本章深入探討哈密頓力學的代數結構。定義瞭泊鬆括號（Poisson Brackets）及其性質，展示瞭其在時間演化方程中的作用。隨後，引入正則變換的概念，並利用泊鬆括號分析正則變換的生成函數，闡明瞭保持哈密頓方程形式不變的坐標變換的條件。 第14章：漢密頓-雅可比方程與守恒量 本章將泊鬆括號與最小作用量原理相結閤，導齣瞭漢密頓-雅可比（Hamilton-Jacobi, HJ）方程。該偏微分方程（一階的，但通常難以解析求解）提供瞭一種通過求解一個標量函數 $S(q, alpha, t)$ 來一次性積分所有運動方程的方法。通過HJ方程，係統地識彆齣所有守恒量。 第15章：可積係統與微擾的推廣 本章總結性地探討瞭可積係統（Integrable Systems）的特徵——即擁有足夠多（N個）的獨立守恒量。簡要討論瞭與正則變換相關的李雅普諾夫（Liouville）積分法，並對非微擾哈密頓係統在小擾動下的行為進行瞭定性分析，為研究混沌動力學留下瞭接口。 --- 本書特色： 1. 嚴格的數學基礎： 每一個物理概念的引入都伴隨著嚴謹的數學推導，特彆是對變分法和勒讓德變換的深入講解。 2. 層次分明： 從最直觀的牛頓力學平滑過渡到抽象的哈密頓力學，確保讀者能夠理解每一步理論的必要性和優越性。 3. 豐富的實例： 習題和例題設計精巧，覆蓋瞭經典力學中所有核心物理模型。 本書緻力於構建一個完整、自洽且具有深度和廣度的經典力學理論體係。

作者簡介

李長綱 博士

　　學曆
　　國立颱灣大學電機工程 博士

　　經曆
　　大碩與TKB 26年教學經驗
　　大學副教授
　　資深工程顧問

　　著作
　　電磁學與電磁波的理論及應用(上、下冊)
　　電磁學與電磁波分類題庫
　　公職考試講重點【電磁學】
　　高普特考2018試題大補帖【電磁學】(99~106年試題)
　　公職人員(高＼普＼特)曆屆試題精解【電磁學與半導體】
　　電磁學與電磁波曆屆試題詳解(91-92年)
 

第8章 磁電感應(Electromagnetic Induction)
第9章 馬剋斯威爾方程式
第10章 均勻平麵波(Uniform Plane Waves)
第11章 均勻平麵波的閤成
第12章 傳輸綫
第13章 波導與共振腔
第14章 天綫(Antenna)
附錄
參考書籍

评分☆☆☆☆☆

這本《電磁學與電磁波的理論及應用（下）》（15版）簡直是我的“救命稻草”！之前我對高頻電磁波的理解一直停留在模糊的概念階段，但讀瞭這本書之後，感覺豁然開朗。特彆是關於電磁波在不同介質中的傳播特性，以及與之相關的反射、摺射和衍射現象，書中的圖示和推導都非常到位。我尤其欣賞作者在講解復雜概念時，會用一些非常貼近實際生活的類比，雖然聽起來可能有些“接地氣”，但卻極大地降低瞭理解的門檻。比如，在解釋集膚效應時，作者用瞭水流在管道中流動的例子，雖然原理不同，但那種“電流隻在導體錶麵流動”的直觀感受就建立起來瞭。而且，書中的一些章節還涉及到數值仿真的基礎，這對於我這種需要做一些仿真工作的學生來說，簡直是福音。雖然我還沒完全消化裏麵的所有內容，但光是理解瞭像均勻平麵波、電磁波的能量和動量這些基礎概念，就覺得受益匪淺。這本書讓我覺得，電磁學不再是遙不可及的理論，而是觸手可及的物理現象。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，《電磁學與電磁波的理論及應用（下）》（15版）這本書在我的書架上占瞭很重要的位置，它給瞭我一個重新審視自己學習方法的契機。這本書的特點在於，它並非簡單的知識堆砌，而是著重於理論的內在邏輯和相互聯係。例如，當講到電磁波的輻射時，它會迴溯到麥剋斯韋方程組，解釋輻射的根源，然後再引申到偶極子輻射、環形天綫等具體模型，這種從根源到應用的講解方式，讓我在理解的過程中，能夠建立起完整的知識體係。讓我感到驚喜的是，書中對一些“難題”的處理，例如在涉及非均勻媒質和復雜邊界時的電磁場分析，作者並沒有迴避其復雜性，而是通過引入一些巧妙的數學工具，如格林函數法，並輔以詳細的推導步驟，讓我有機會去接觸和學習這些高級的分析手段。雖然在閱讀過程中，我需要反復查閱參考文獻，並且需要花費大量時間來消化每個章節的精髓，但每一次的“頓悟”都讓我對電磁學這個領域産生瞭更深的敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

我不得不承認，《電磁學與電磁波的理論及應用（下）》（15版）這本書給我帶來瞭前所未有的學習體驗。它的深度和廣度都超齣瞭我的預期。書中關於電磁波在空間中的傳播，特彆是對諸如斯托剋斯定理、散度定理等矢量分析工具的運用，以及如何利用這些工具來求解復雜的電磁場問題，讓我印象深刻。我以前一直覺得這些數學工具隻是乾巴巴的公式，但這本書通過將它們應用於實際的電磁場求解，讓我看到瞭它們的強大力量。而且，書中在介紹一些關鍵理論時，例如坡印廷矢量和電磁能量守恒定律，都會詳細闡述其物理含義和推導過程，這對於培養我的物理直覺至關重要。甚至對於一些工程應用，如高頻傳輸綫理論中的信號完整性問題，書中也給齣瞭相當詳盡的討論，並提供瞭相關的計算方法。雖然有些章節的數學推導相當復雜，需要我花費不少時間去理解，但整體而言，這本書幫助我構建瞭一個更加全麵和深刻的電磁學知識框架。

评分☆☆☆☆☆

我最近把《電磁學與電磁波的理論及應用（下）》（15版）這本書讀完瞭，這絕對是一次“燒腦”但收獲滿滿的旅程。這本書的精髓在於它對電磁理論的深刻挖掘和對實際應用的廣泛覆蓋。例如，在講解電磁波與物質的相互作用時，它會深入分析介質的電導率、介電常數和磁導率對波傳播的影響，以及由此産生的吸收、衰減和色散現象，這些內容對於理解雷達、通信係統等應用至關重要。讓我特彆欣賞的是，書中對於一些前沿性的課題，如超材料的電磁響應和納米尺度下的電磁現象，也有涉及，雖然隻是初步介紹，但已經讓我看到瞭電磁學未來的發展方嚮。而且，書中對於數學模型的選擇和應用，比如在處理散射問題時引入的裏茨-基爾霍夫近似，以及在分析陣列天綫時使用的傅立葉變換方法，都展現瞭其理論的實用性和有效性。雖然我還有很多內容需要進一步消化和理解，但這本書無疑為我打開瞭一扇通往更深層電磁學世界的大門。

评分☆☆☆☆☆

我最近終於啃完瞭這本《電磁學與電磁波的理論及應用（下）》（15版），說實話，這絕對是一次挑戰，但也收獲頗豐。這本書的內容厚重得像是塊磚頭，但每翻過一頁，感覺自己對物理世界的理解就又深入瞭一層。尤其是在涉及到復雜電磁場邊界條件和微波工程部分時，作者的闡述方式真是既嚴謹又富有啓發性。一開始我還有點擔心會陷入純粹的數學推導而失去物理直覺，但慶幸的是，書中穿插瞭大量的實例分析，比如天綫的輻射特性、傳輸綫的阻抗匹配，甚至是光學器件的電磁原理，這些都讓抽象的理論變得生動起來。而且，書中對於某些概念的引入，例如波導的模式分析，並非直接給齣最終公式，而是循序漸進地引導讀者去推導，這種“授人以漁”的方式讓我印象深刻。雖然某些章節的公式數量龐大，讓我一度需要停下來反復推敲，但一旦理解瞭背後的物理意義，那些復雜的數學錶達就顯得清晰明瞭瞭。總的來說，這是一本真正能讓你“學進去”的書，它不僅僅是知識的搬運工，更像是你通往深層理解的引路人，需要耐心和投入，但迴報絕對是巨大的。