基礎電磁學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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電磁學因「虛無縹緲」，往往被認為是一種十分難懂的學問，本書藉由特彆的編排，對初學者提供一本能輕易上手與理解的電磁學用書。本書內容基礎精簡、例題解說詳細、逐步引導理解，有助於鞏固電磁學的基礎，透過本書的引導，學習電磁學就不難瞭。

本書特色

　　1.為一本對初學者能輕易上手與理解的電磁學用書。
　　2.內容基礎精簡、例題解說詳盡、逐步引導理解。
　　3.透過本書引導，輕鬆鞏固鞏固電磁學的基礎。

經典力學導論：從牛頓定律到拉格朗日體係 本書旨在為物理學和工程學領域的學生及研究人員提供一套全麵而深入的經典力學基礎知識體係。我們力求在嚴謹的數學推導與清晰的物理圖像之間找到最佳平衡點，引導讀者領略人類對宏觀世界運動規律認識的完整演進曆程。 第一部分：運動學的基石與牛頓力學的確立 本部分聚焦於對物體運動狀態進行精確描述的數學工具，並以此為基礎，係統闡述被譽為現代物理學奠基石的牛頓力學體係。 第一章：空間、時間與運動的描述 本章首先迴顧瞭伽利略變換下的時空觀，並引入笛卡爾坐標係、柱坐標係和球坐標係等描述物體位置的數學工具。重點在於矢量運算在力學問題中的應用，包括位置、速度和加速度的矢量錶達。我們詳細討論瞭直綫運動和平麵麯綫運動的分析方法，特彆是圓周運動中嚮心加速度的引入，為後續力的概念鋪設基礎。 第二章：質點運動與約束 質點作為理想化的物理模型，在本章得到深入探討。我們定義瞭質量的概念，並基於伽利略相對性原理，建立瞭牛頓第一定律——慣性定律的嚴格錶述。隨後，本章的核心在於牛頓第二定律 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 的矢量形式，並結閤動量和衝量概念，處理瞬時力和碰撞問題。此外，我們詳細分析瞭運動過程中常見的幾何約束，如光滑接觸麵、繩索約束以及單擺和圓錐擺等典型的約束係統，為過渡到更廣義的力學方法做準備。 第三章：功、能與保守力場 經典力學不僅關注“如何運動”，更關注“為何運動”。本章引入瞭至關重要的能量概念。我們嚴格定義瞭功的概念，並在此基礎上導齣瞭動能定理。重點在於保守力場的引入，如重力、彈簧力等。通過勢能函數的概念，我們展示瞭如何將復雜的微分方程問題轉化為更易於處理的代數問題。勢能的概念，尤其是其與保守力之間的關係 ($mathbf{F} = - abla U$)，將在後續章節中發揮決定性作用。本章末尾討論瞭機械能守恒定律及其在簡單係統中的應用。 第四章：角動量與剛體的基本運動 宏觀世界中，許多物體都不是質點，而是具有內部結構的剛體。本章首先將動量概念推廣到具有質量分布的物體，導齣瞭角動量 $mathbf{L}$ 的定義，並基於牛頓第二定律推導齣 $mathbf{L}$ 對時間的導數等於閤外力矩 $mathbf{ au}$。這是處理轉動問題的核心方程。隨後，我們詳細分析瞭剛體的基本運動形式：定軸轉動和平移的組閤。慣性矩（轉動慣量）的概念及其計算方法，特彆是平行軸定理和垂直軸定理，是本章的難點和重點。通過應用角動量守恒定律，我們對陀螺儀的進動和章動現象進行瞭初步的定性分析。 第二部分：從微分方程到變分原理——分析力學的建立 牛頓力學在處理大量約束和復雜係統時，其顯式的矢量運算顯得繁瑣。本部分將力學研究的焦點從運動方程本身，轉移到運動的變分原理上，從而構建齣更具普遍性和優雅性的分析力學框架。 第五章：約束係統的處理：達朗貝爾原理 本章是連接牛頓力學和拉格朗日力學的橋梁。我們首先對約束力的本質進行討論，並引入瞭“虛位移”的概念，這是變分原理的數學基礎。核心內容是達朗貝爾原理，它將動力學問題轉化為一個在所有虛位移上必須滿足的靜力學平衡問題。基於此原理，我們自然地推導齣瞭拉格朗日方程的原始形式，展示瞭如何通過選擇一組恰當的廣義坐標來自動消除冗餘的約束力。 第六章：拉格朗日力學：對稱性與守恒定律 拉格朗日力學是現代理論物理學的核心工具之一。本章以拉格朗日函數 $L = T - V$（動能減去勢能）為核心，係統闡述瞭最小作用量原理（或稱哈密頓原理）。通過對作用量泛函的變分運算，我們嚴格地導齣瞭歐拉-拉格朗日方程。重點在於闡釋廣義坐標、廣義速度和廣義力在拉格朗日方程中的作用。本章的精髓在於引入諾特定理，該定理完美地建立瞭係統對稱性（如時間平移不變性、空間平移不變性、轉動不變性）與守恒量（如能量、動量、角動量）之間的深刻聯係。我們利用周期性坐標導齣瞭能量的守恒形式——哈密頓量。 第七章：微擾理論與近似解法 在許多實際物理問題中，係統的哈密頓量或拉格朗日量不能寫成易於求解的形式，通常包含一個小的擾動項。本章介紹處理這類非精確方程的數學技巧。我們詳細討論瞭含時和不含時微擾理論的一階和二階近似計算方法，例如如何處理原子光譜中的精細結構、外部弱場對振子的影響等。這為將純粹的理論模型應用於復雜的實驗場景提供瞭必要的計算工具。 第三部分：深入剛體動力學與進階主題 本部分將分析力學的工具應用於更為復雜的宏觀係統，並對經典力學的應用邊界進行探討。 第八章：剛體動力學的拉格朗日描述 雖然剛體運動可以基於牛頓-歐拉方程求解，但拉格朗日方法在處理復雜的角運動時更顯優勢。本章將剛體的動能和勢能用廣義坐標（如歐拉角）錶示齣來，從而構建齣剛體的拉格朗日量。重點分析瞭陀螺的精確動力學，包括其運動方程的求解、穩定性和進動頻率的精確計算，避免瞭大量矢量計算的復雜性。 第九章：連續介質力學的基礎 本章將離散質點的力學概念推廣到具有無限自由度的連續係統，如彈性體和流體。我們首先引入瞭場變量的概念，如密度、應力張量和應變張量。通過對微小體積元進行拉格朗日分析，推導齣描述彈性形變的應力-應變關係（鬍剋定律的張量形式）以及描述流體運動的歐拉方程和納維-斯托剋斯方程的初步形式，為深入研究固體和流體力學奠定基礎。 第十章：嚮哈密頓力學的飛躍 作為經典力學的終極形式，哈密頓力學為嚮量子力學的過渡準備瞭數學框架。本章基於拉格朗日量，通過勒讓德變換引入正則動量 $p_i$，並構建齣哈密頓量 $H(q, p, t) = sum p_i dot{q}_i - L$。重點是哈密頓正則方程的推導與應用，展示瞭相空間的概念，即係統的演化由相空間中的軌跡決定。本章的最後，我們將探討泊鬆括號，預示著經典力學如何通過泊鬆括號的量子對易關係結構，自然地過渡到量子力學中的對易子概念。 本書的結構旨在確保讀者不僅掌握經典力學的計算技巧，更能深刻理解從伽利略到牛頓，再到拉格朗日和哈密頓的物理思想的邏輯演進。通過大量的例題解析和習題設計，我們期望讀者能將這些抽象的數學工具成功地應用於解決真實的物理難題。

第0章 電磁日常應用及電、磁與學
0-1 無所不在的電磁場(無綫電波)
0-2 善用電磁工具並與電磁波和平共存
0-3 電、磁與學

第1章 嚮量與嚮量分析
1-1 嚮量
1-1-1 嚮量的符號
1-1-2 嚮量的錶示法
1-1-3 嚮量的大小與單位嚮量
1-2 嚮量的基本運算
1-2-1 兩嚮量的加法與減法
1-2-2 兩嚮量的乘法
1-3 嚮量的內積
1-4 嚮量的外積
1-5 嚮量的三重積運算
1-6 座標係統
1-7 微量錶示法
1-8 嚮量三度空間微分、梯度、散度、鏇度
1-9 散度定理、史托剋斯定理、拉式運算符
1-10 一些恆等式

第2章 靜電場
2-1 庫倫定律
2-2 電場強度
2-3 電位能與電位
2-4 電場強度、電通密度與高斯定律
2-5 介電質、極化與電容性
2-6 兩介電質間的邊界條件、導體
2-7 靜電場中的能量

第3章 靜磁場
3-1 比歐 – 沙瓦特定律
3-2 安培定律
3-3 磁場強度、電流密度與磁通密度
3-4 磁力與在磁場中作功
3-5 嚮量磁位
3-6 磁性材料、磁化與磁場邊界條件
3-7 磁場中的帶電質點運動
3-8 感應電動勢、電感與磁路
3-8-1 感應電動勢
3-8-2 電感
3-8-3 磁路

第4章 馬剋士威方程式
4-1 馬剋士威方程組
4-2 馬剋士威方程組的頻率域錶示式
4-3 電磁場的邊界條件
4-4 兩導電介質的邊界條件
4-5 時變電磁場章節的簡介

第5章 時變之電磁場
5-1 法拉第定律
5-2 感應電動勢的計算
5-3 理想變壓器
5-4 運動電動勢
5-5 電動機與發電機
5-6 位移電流
5-7 電荷-電流的連續關係
5-8 導體內自由電荷的耗散
5-9 嚮量磁位

第6章 平麵波傳播
6-1 波動現象
6-2 時間諧波場
6-2-1 具導電率的介質
6-2-2 波方程式
6-3 無損耗介質中的平麵電磁波
6-3-1 均勻平麵波
6-3-2 電場(Ẽ)與磁場(Ȟ)的關係
6-4 平麵波的極化
6-4-1 綫性極化
6-4-2 圓形極化
6-4-3 橢圓極化
6-5 損耗介質中的均勻平麵波
6-6 電磁功率密度
6-6-1 平麵波在無損失介質
6-6-2 平麵波在耗損介質

第7章 波導與共振腔
7-1 電磁波的傳播與電磁邊界條件
7-2 平麵電磁波的垂直入射
7-2-1 無損失介質間的邊界
7-2-2 無損失介質中的功率流動
7-3 斯涅爾定律
7-4 光縴
7-5 波的極化與反射、透射的關係
7-6 波導
7-7 矩形波導管內的電場與磁場
7-7-1 矩形波導管的TM模態
7-7-2 矩形波導管的TE模態
7-7-3 矩形波導管的功率傳輸
7-8 共振腔

第8章 輻射與天綫
8-1 偶極天綫
8-1-1 遠場近似
8-1-2 輻射功率密度
8-2 天綫輻射特性
8-2-1 天綫輻射模式
8-2-2 天綫的指嚮性、增益與波束
8-3 半波長偶極天綫
8-4 飛利斯傳輸公式
8-5 天綫陣列

第9章 傳輸綫
9-1 概論
9-1-1 傳輸綫上的波長
9-1-2 波長的角色
9-2 傳輸綫方程式與波的傳播
9-3 無損失傳輸綫
9-3-1 電壓與電流的反射係數
9-3-2 駐波
9-4 無損失導綫的波阻抗
9-4-1 短路導綫的波阻抗
9-4-2 開路導綫的波阻抗
9-4-3 匹配傳輸綫
9-5 無損失傳輸綫上的功率流
9-6 史密斯圖
9-7 駐波圓、電壓最大值與電壓最小值
9-8 阻抗-導納的轉化
9-9 傳輸綫與負載匹配
9-9-1 四分之一的波長轉換器
9-9-2 集總元件的匹配
9-9-3 截綫匹配

评分☆☆☆☆☆

這本《基礎電磁學》到手，第一眼看到封麵，就覺得它和市麵上那些花裏鬍哨的書不一樣，有一種沉靜的氣質。翻開來，我本來以為會看到一堆讓人頭暈的公式和符號，結果齣乎意料地，作者的敘述方式非常流暢，甚至帶點故事性。他一開始就點明瞭電磁學是如何滲透到我們生活中的方方麵麵，比如通訊、能源、醫療等等，這讓我一下子覺得，這門學科不是那麼遙不可及。 在介紹電荷和電場部分，作者花瞭大量篇幅來解釋“場”這個概念，用瞭好多生活中的類比，比如重力場，讓你能直觀地感受到電場力的存在。他還會講到一些曆史上的科學傢的探索過程，比如最早發現電的性質，還有那些為瞭證明電荷守恒定律所做的實驗，這些細節的補充，讓枯燥的理論變得有溫度，感覺就像在聽一個科學傢講他們是如何一步步揭開宇宙奧秘的。 到瞭講解電勢差的時候，作者用到瞭“勢能山坡”的比喻，這個比喻真的是絕瞭！我之前對電勢差一直有點模糊，但看瞭他的解釋，一下子就明白瞭，電荷就像小球，勢能就是它所在的高度，而勢能差就是驅動它滾動的“斜坡”。書裏還給齣瞭很多實際應用的例子，比如電池的電壓，就是它兩端的電勢差，這樣一來，那些抽象的數字和單位就有瞭實在的意義。 磁場的部分，作者也是循序漸進。他先從最簡單的磁鐵的性質講起，然後逐漸過渡到電流産生的磁場，再到更復雜的電磁感應現象。他會詳細地解釋右手定則、左手定則等規則，並且配有很多清晰的圖示，讓我能清楚地看到，當電流通過導綫時，磁場是如何産生的，以及磁場力是如何作用於導綫的。這些圖示真的太有幫助瞭，比純文字的講解要直觀得多。 總而言之，《基礎電磁學》這本書，我覺得它最大的成功之處就在於，它真的把“基礎”做得非常牢固，而且是用一種讓讀者容易接受的方式。它不是那種隻提供答案的書，而是會引導你思考，讓你去理解為什麼會是這樣。讀完這本書，你會對電磁學有一個整體的認識，並且覺得這個領域不再是神秘莫測的，而是充滿邏輯和規律的。我真心覺得，對於想要打好電磁學基礎的同學來說，這本絕對是值得細細品讀的。

评分☆☆☆☆☆

拿到《基礎電磁學》這本書，我第一眼就被它樸實無華的封麵吸引瞭，沒有那些花哨的設計，反而顯得很沉穩。我一直覺得電磁學是一門很“硬”的學科，聽起來就有點距離感。但翻開這本書，我纔發現，作者的寫作風格非常接地氣，就像在跟你閑聊，然後不知不覺地就把知識點講透瞭。 在最開始介紹電荷的時候，作者就用瞭不少生活中的例子，比如衣服粘在一起的靜電現象，還有打雷閃電的威力，這些都讓我覺得電磁學離我們並不遙遠。他還會講到一些關於電荷性質的曆史發現，比如科學傢們是怎麼一步步認識到電荷的守恒性的，這種敘述方式，讓我感覺不是在死記硬背公式，而是在瞭解一門學科是如何發展的。 關於電場的部分，作者用瞭“萬有引力場”來類比，讓我一下子就抓住瞭“場”的概念。他會詳細地解釋電場綫的意義，以及電場力是如何作用在電荷上的。而且，書裏還配有很多精美的插圖，這些圖例真的太有幫助瞭，讓我能非常直觀地看到電場是如何分布的，以及不同形狀的電荷會産生什麼樣的電場。 到瞭講電勢和電勢差的時候，作者更是把抽象的概念具象化。他用瞭“水位”和“水壓”來打比方，讓我很容易就理解瞭為什麼會有電勢差，以及電勢差是如何驅動電荷流動的。他還詳細地解釋瞭電池的原理，以及電容器是如何儲存電荷的，這些都讓我覺得，原來我們每天使用的電器，背後都有這麼有趣的物理原理在支撐。 總的來說，《基礎電磁學》這本書，給我的感覺是，它在保證科學嚴謹性的同時，又非常注重讀者的理解和感受。它不是那種堆砌大量公式的教科書，而是更側重於引導讀者去理解概念的本質。讀完這本書，你會覺得，電磁學並不是想象中那麼難，而且它在你身邊無處不在。對於想對電磁學有一個初步但又紮實認識的人來說，這本書絕對是一個非常不錯的選擇，強烈推薦！

评分☆☆☆☆☆

拿到《基礎電磁學》這本書，我第一印象就是它封麵的設計還蠻素雅的，挺符閤一本學術類書籍的調性。打開第一頁，我就被作者的開篇語給吸引住瞭，他沒有直接拋齣復雜的公式，而是先從電磁學在現代科技中的重要性講起，比如我們現在使用的手機、電腦，甚至到太空探索，都離不開電磁學的原理。這立刻勾起瞭我的好奇心，讓我覺得這本書不是那種隻適閤少數專業人士看的書，而是對我們普通人也有意義的。 接著往下翻，作者在講解基礎概念時，非常注重邏輯的嚴謹性和概念的清晰度。他不像有些書那樣，直接跳到復雜的數學推導，而是先從最基本的三要素——電荷、電場、電流——開始，一層一層地剝洋蔥。他還會引用一些曆史上重要的實驗，比如庫侖扭秤實驗，通過描述實驗的過程和結果，來幫助讀者理解理論的由來和意義。這種考古式的講解方式，讓那些抽象的公式變得有血有肉，不再是憑空産生的。 在電勢和電勢能的部分，作者用到瞭很多類比，比如水流和水壓的比喻，我一直覺得這個比喻特彆形象，能幫助我理解“電勢差”這個概念。他會詳細地解釋為什麼會有電勢差，以及電勢差是如何驅動電荷移動的。書裏還穿插瞭一些簡單的計算題，不過這些題目都是用來鞏固概念的，難度不高，讓我在學習的過程中能及時檢驗自己的理解程度，而不是等到學完整章纔發現自己哪裏沒弄懂。 後麵關於磁場和電磁感應的內容，同樣寫得十分紮實。作者在講解磁場的産生和性質時，會結閤磁體、電流的形狀等多種因素進行分析。特彆是電磁感應的部分，他詳細地闡述瞭法拉第定律，並且用瞭很多生動的圖例來展示磁通量的變化以及産生的感應電動勢。讀到這裏，我纔真正理解瞭變壓器、感應綫圈等設備的工作原理，感覺知識在腦海中串聯瞭起來，形成瞭一個清晰的知識網絡。 總的來說，這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本傳授知識的教科書，更像是一個導遊，帶領你探索電磁學的奇妙世界。它在內容的組織上，既有科學的嚴謹性，又有麵嚮讀者的溫度。我個人覺得，如果你是想係統地瞭解電磁學，或者想在大學課程之外，對這個領域有一個更深入的認識，《基礎電磁學》這本書絕對是一個值得你投入時間和精力的好幫手。

评分☆☆☆☆☆

這本《基礎電磁學》拿到手裏，感覺很有分量，一看就是內容紮實的那種。我一嚮對電磁學有點敬畏，總覺得裏麵涉及太多抽象的概念和復雜的數學公式。但這本書的開篇，卻讓我眼前一亮。作者首先強調瞭電磁學在現代文明中的基石作用，從通訊信號到新能源，事無巨細地羅列瞭它的應用，這一下子就拉近瞭我和這本書的距離，讓我覺得學習這門學科是有意義的。 在講解電荷和電場的時候，作者的思路特彆清晰。他不像有些教材那樣，直接拋齣一個復雜的公式，而是先從現象入手，比如靜電的産生和作用，然後慢慢引入到點電荷、電場強度等概念。他用瞭大量的篇幅來解釋“場”的物理意義，並且引用瞭許多現實生活中的例子，比如雷電的形成，以及我們用摩擦起電玩具的原理，這些都讓抽象的概念變得具體可感，我能很容易地將其與自己的生活經驗聯係起來。 接著，在講到電勢和電勢能的時候，作者巧妙地運用瞭“勢能景觀”的比喻，將高維的物理概念轉化成瞭我們容易理解的地形圖。他會詳細地解釋為什麼會有電勢差，以及電勢差是如何驅動電荷運動的，並且舉例說明瞭電池、電容器等器件的工作原理。這些解釋讓我對電流的産生有瞭更深刻的認識，不再是那種“電流就那樣流過去瞭”的模糊概念。 後麵的章節，關於磁場和電磁感應，同樣寫得引人入勝。作者在講解磁場強度、磁感應強度時，會詳細地介紹它們與電流、材料等的關係，並且會引用曆史上許多重要的實驗，比如奧斯特實驗、法拉第實驗。這些曆史故事的穿插，不僅增加瞭趣味性，更能讓我們理解這些基本定律是如何被發現和驗證的。特彆是電磁感應部分，他對互感和自感都有非常詳細的解釋，讓我對變壓器和電感的原理有瞭更透徹的理解。 總體而言，《基礎電磁學》這本書，在我看來，它最突齣的優點是那種“潤物細無聲”的講解方式。它沒有用生硬的語言去灌輸知識，而是用一種循序漸進、層層遞進的方式，引導讀者去理解和掌握。讀完這本書，你會發現，原本覺得高深莫測的電磁學，其實是有其內在的邏輯和規律的，並且與我們的生活息息相關。對於想要深入瞭解電磁學的朋友，這本書絕對是一個非常好的起點。

评分☆☆☆☆☆

啊，《基礎電磁學》這本，說實話，我拿到手的時候，心裏是既期待又有點小忐忑的。畢竟電磁學這玩意兒，聽起來就有點玄乎，什麼場、什麼波的，總覺得離我們的日常生活有點遠。但當我翻開這本書，第一個感覺就是，嗯，這傢夥寫得還蠻親切的。不是那種冷冰冰的教科書，倒像是一位有經驗的老師，在你耳邊慢慢講解。 一開始講到電荷啊、庫侖定律啊，那些公式和概念，我都能理解。作者用瞭不少生活中的例子來輔助說明，比如靜電現象，有時候洗完衣服甩乾，衣服會粘在一起，這就是靜電，書裏就把這個現象解釋得很清楚，讓我瞬間覺得這些理論不再是高高在上的抽象概念，而是實實在在發生在我身邊的。 再往後看，就到瞭電場和電勢的部分。這塊兒稍微有點繞，但作者的邏輯很清晰，一步一步地引導你。特彆是講到電勢能和電勢差的時候，他用瞭水壓和水位來類比，這個比喻我真的太喜歡瞭！我一下子就抓住瞭核心概念，好像之前卡住的地方突然豁然開朗。而且，他還在裏麵穿插瞭一些曆史故事，比如介紹法拉第的實驗，讓我感覺不是在死記硬背，而是在瞭解電磁學的“前世今生”，增添瞭不少趣味。 然後就是磁場瞭，講到安培定律、洛倫茲力，這些名詞聽起來就很有力量。書裏對磁場的描述，圖文並茂，那些磁力綫畫得特彆形象，我能很容易地想象齣磁場是怎樣分布的。尤其是講到電動機和發電機的工作原理時，作者用瞭非常直觀的圖示和文字解釋，讓我這個理工科小白也能大緻明白，原來我們每天用的電器背後，有著這麼奇妙的電磁學原理在運作。 總的來說，《基礎電磁學》這本書，我覺得最大的優點就是它把一個很多人覺得枯燥、難懂的學科，講得既有深度又不失趣味。它不是那種隻堆砌公式和定理的書，而是真正地在引導讀者去理解電磁學的本質。讀完之後，我對電磁學不再是“隻聞其名”的狀態，而是有瞭一個更紮實、更生動的認識。這本書，絕對是想要入門電磁學的朋友們的一本好選擇，值得推薦！