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目 录 1

第一章静电场 1

§1.1库仑定律 1

§1.2 电场强度 2

§1.3静电场散度方程 5

§1.4静电场旋度方程 7

§1.5电势的多极展开 9

§1.6电介质的极化 18

§1.7电介质内的电场 20

§1.8存在电介质时的宏观场方程 21

§1.9本构关系 22

习题 24

第二章静电场的能量 26

§2.1 电场能量和场能密度 26

§2.2 电多极子在外场中的能量、力和力矩 28

§2.3电势系数和电容系数 30

§2.4存在电介质时的静电能 33

习题 34

第三章静电边界值问题 36

§3.1 电势的泊松方程和拉普拉斯方程 36

§3.2静电场问题的边界条件 37

§3.3静电问题的唯一性定理 40

§3.4分离变量法 43

§3.5 电磁流变液体的宏观模型和机理 48

§3.6 电像法 50

§3.7格林函数方法 57

习题 65

第四章真空中稳恒电流的磁场 67

§4.1 电流密度 67

§4.2电荷电流连续性方程 69

§4.3稳恒电流电场 69

§4.4安培定律 71

§4.5磁感应强度 72

§4.6矢量势 73

§4.7矢量势的物理意义——AB效应 75

§4.8静磁场方程 77

§4.9磁偶极子 78

§4.10矢量势的多极展开 80

习题 84

第五章静磁场边界值问题 85

§5.1磁化强度 85

§5.2磁化电流密度 86

§5.3磁介质的场方程 87

§5.4静磁场边界条件 89

§5.5磁标势法 91

§5.6矢量势法 97

习题 99

第六章随时间变化的电磁场基本方程 101

§6.1法拉第电磁感应定律 101

§6.2 自感和互感 104

§6.3磁场能量 105

§6.4磁偶极子在外场中的磁能、力和力矩 109

§6.5位移电流 110

§6.6麦克斯韦方程组 112

§6.7洛伦兹力密度 114

习题 114

第七章电磁场守恒定律 116

§7.1 电磁场的能量守恒和转化 116

§7.2 电磁场的动量和动量守恒 119

§7.3辐射压力 122

§7.4 电磁场的角动量和角动量守恒 125

§7.5麦克斯韦方程的空间时间对称性 126

§7.6磁单极子的存在问题 127

习题 129

§8.1 电磁场的矢势和标势 131

第八章电磁波（I）：电磁波的传播 131

§8.2 Ф和A满足的方程 132

§8.3规范变换 133

§8.4真空中的平面电磁波 137

§8.5均匀电介质中的电磁波 140

§8.6线偏振波和圆偏振波 144

§8.7导体中的电磁波 145

§8.8稀薄等离子体中的电磁波 149

§8.9介质的色散 150

§8.10相速与群速 153

习题 155

第九章电磁波（Ⅱ）：平面电磁波的边界值问题 157

§9.1边界条件 157

§9.2 电磁波在非导电介质分界面的反射和折射 158

§9.3全反射 165

§9.4电磁波在导体表面的反射和折射 167

§9.5理想导体边界条件 169

§9.6 波导 169

§9.7光波导 178

§9.8谐振腔 181

习题 184

§10.1伽利略变换 187

第十章狭义相对论基础 187

§10.2迈克耳孙－莫雷实验 189

§10.3爱因斯坦的两个基本原理 192

§10.4“同时性”问题的提出 193

§10.5洛伦兹变换 194

§10.6时间膨胀和长度收缩 197

§10.7“同时”的相对性 200

§10.8速度相加定理 204

§10.9闵可夫斯基四维时空 206

§10.10空时间隔与因果律 207

§10.11 四维时空的变换关系 209

习题 213

第十一章相对论电动力学（I） 215

§11.1 电荷守恒和四维电流密度 215

§11.2四维势和波动方程 217

§11.3电磁场张量和麦克斯韦方程 218

§11.4四维力密度和能量动量张量 222

§11.5匀速运动带电粒子的场 224

§11.6多普勒效应和光行差 227

习题 232

§12.1力学量的四维形式 234

第十二章相对论电动力学（I） 234

§12.2相对论力学方程 236

§12.3相对论能量 238

§12.4动量守恒和能量守恒 240

§12.5四维动量的变换和“动心”坐标系 241

§12.6质量、能量、动量三者的关系 242

§12.7相对论粒子在电磁场中的运动 246

§12.8相对论带电粒子的拉格朗日函数和哈密顿函数 250

习题 252

第十三章辐射场（I）：简单辐射系统 254

§13.1推迟势 254

§13.2Ф和A的多极展开 257

§13.3简谐振动源的多极辐射场 262

§13.4电偶极辐射 264

§13.5磁偶极和电四极辐射 268

§13.6源线度与波长可比时的辐射 273

习题 278

第十四章辐射场（Ⅱ）：高速运动带电粒子的辐射 280

§14.1李纳－维谢尔势 280

§14.2加速运动带电粒子的辐射场 282

§14.3非相对论极限 284

§14.4拉摩公式的相对论性推广 285

§14.5韧致辐射和同步加速辐射 286

§14.6加速电荷的辐射频谱 289

§14.7非相对论近似下的辐射频谱 292

§14.8切伦科夫辐射 293

§14.9辐射阻尼和电磁质量 295

§14.10光谱线的自然宽度 298

习题 301

第十五章辐射场（Ⅲ）：电磁波的散射、吸收和衍射 302

§15.1汤姆孙散射 302

§15.2原子内束缚电子对电磁波的散射 306

§15.3电磁波的吸收 307

§15.4感应偶极子对电磁波的散射 308

§15.5拉曼散射的经典理论 309

§15.6电磁波的衍射 312

习题 317

第十六章 关于电磁场与物质相互作用的若干近代研究课题 318

§16.1超导电动力学 318

1．超导电性 318

2．伦敦方程 321

3．超导宏观电动力学方程 323

4．磁通俘获和量子化 325

5．超导电性和高温超导体 327

6．约瑟夫森效应 330

§16.2磁流体和等离子体电动力学 332

1．磁流体动力学 333

2．磁场冻结与扩散 334

3．磁流体动力波 335

4．等离子体振荡 338

5．等离子体的德拜屏蔽 341

§16.3周期性势场中的电磁波 343

1．晶体的X射线衍射动力学 344

2．光子晶体和光子带隙 347

§16.4各向异性介质中的电磁波 352

1．单轴晶体中的电磁波 353

2．波矢与光射线矢量 355

§16.5旋光性的电磁理论 357

1．磁致旋光——法拉第效应 357

2．自然旋光性 360

3．磁光克尔效应和磁多层膜 361

§16.6激光冷却原子 363

1．高斯光束和激光器 364

2．激光冷却原子及捕陷 365

讨论题 369

附录 371

习题答案 394

参考文献 406