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曼彻斯特物理学丛书主编前言 1

第一章 静电力和静电能 1

1.1 电荷 2

作者前言 3

1.2 电场 7

1.3 物质中的电场 10

1.3.1 原子电荷密度 10

1.3.2 原子电场 11

1.3.3 宏观电场 13

1.4 高斯定理 17

1.4.1 矢量场通量 17

1.4.2 穿出闭合面的电场通量 20

1.4.3 高斯定律的微分形式 25

1.5 静电能 28

1.5.1 静电势 29

1.5.2 电场和电势梯度 31

1.5.3 偶极子电势 35

1.5.4 与原子电场有关的能量变化 38

1.5.5 电容器 41

1.5.6 多个带电导体所贮存的能量 46

习题1 48

第二章 电介质 51

2.1 极化 51

2.2 相对介电常数和电极化率 57

2.2.1 局部电场 61

2.2.2 有极分子 63

2.2.3 无极液体 70

2.3 电介质中的宏观电场 74

2.3.1 极化电荷的体密度 75

2.3.2 电位移矢量 76

2.3.3 D和E的边界条件 79

2.4 电介质的能量 83

2.4.1 对于能量的进一步说明 84

习题2 86

3.2 具有简单对称性的电场 88

3.1 引言 88

第三章 静电场的计算 88

3.3 泊松方程 89

3.3.1 唯一性定理 92

3.3.2 静电屏蔽 94

3.4 不同区域之间的界面 95

3.5 静电镜像 97

3.6 有电介质时的电势分布 101

3.7 静电透镜 104

3.8 逐次近似法 109

3.9 二维电势问题 113

静电学小结 118

习题3 120

第四章 稳恒电流和磁场 123

4.1 电动势和传导 123

4.1.1 电流和电阻 123

4.1.2 电阻计算 128

4.2 磁场 131

4.2.1 洛伦兹力 131

4.2.2 磁场线 135

4.3 磁偶极子 139

4.3.1 外磁场中的电流圈 140

4.3.2 磁偶极子的场 143

4.4 安培定律 144

4.4.1 大电流圈的磁场 145

4.4.2 磁场计算举例 150

4.5 安培定律的微分形式 155

4.5.1 算符curl和矢量curlB 155

4.5.2 磁矢势 159

4.5.3 毕奥-萨伐尔定律 161

4.6 作用在线圈上的力和力偶 165

4.6.1 磁通量 167

4.6.2 两个线圈之间的作用力 170

4.7 带电粒子在电场和磁场中的运动 173

4.7.1 一个带电粒子在均匀磁场中的运动 173

4.7.2 磁四极透镜 176

习题4 180

第五章 磁介质 182

5.1 磁化强度 182

5.1.1 逆磁性 185

5.1.2 顺磁性 189

5.1.3 铁磁性 191

5.2 介质内的宏观磁场 192

5.2.1 与一个磁化物体等效的电流 195

5.2.2 磁化率和原子结构 203

5.3 磁场强度矢量H 205

5.3.1 关于磁场强度H的安培定律 206

5.3.2 场B和H所遵从的边界条件 211

5.4 磁体 214

5.4.1 电磁铁 215

5.4.2 永磁体 224

静磁学小结 228

习题5 230

第六章 电磁感应和磁能 232

6.1 电磁感应 232

6.1.1 电动势 232

6.1.2 动生电动势 233

6.1.3 法拉第定律 238

6.1.4 电磁感应现象例举 241

6.1.5 法拉第定律的微分形式 248

6.2.1 自感 250

6.2 自感和互感 250

6.2.2 互感 252

6.3 磁能 255

6.3.1 磁场中的能量和力 255

6.3.2 磁滞 265

6.3.3 磁化率的测定 268

6.4 磁场的测定 271

6.4.1 探测线圈 271

6.4.2 其他方法 273

习题6 275

第七章 交流电和瞬态过程 278

7.1 交流发电机 278

7.2 振幅、相位和周期 281

7.3 交流电路中的电阻、电容和电感 283

7.4 相量图和复阻抗 286

7.5 交流电路中的功率 291

7.6 谐振 294

7.7 瞬态过程 301

习题7 308

第八章 线性电路 310

8.1 网络 310

8.1.1 基尔霍夫定则 310

8.1.2 交流网络 315

8.2 声频电桥 318

8.2.1 变压器比率臂电桥 320

8.3 阻抗和导纳 323

8.4 滤波器和延迟线 329

8.5 变压器 337

8.5.1 理想变压器 338

8.5.2 变压器的应用 342

8.5.3 实际变压器 344

习题8 350

第九章 传输线 355

9.1 信号在无损耗传输线中的传播 357

9.2 几种实用传输线 362

9.2.1 平行导线传输线 362

9.2.2 同轴电缆 364

9.2.3 平行条状传输线 366

9.3 反射现象 368

9.4 失配传输线的输入阻抗 371

9.5 有损传输线 376

习题9 380

第十章 麦克韦方程组 382

10.1 连续性方程 382

10.2 位移电流 384

10.3 麦克斯韦方程组 390

10.4 电磁辐射 394

10.5 微观场方程 396

习题10 398

第十一章 电磁波 400

11.1 自由空间中的电磁波 401

11.2 平面波和偏振 404

11.2.1 自由空间中的平面波 409

11.2.2 各向同性绝缘介质中的平面波 412

11.3 电磁波中的能量 416

11.4 平面波被导体吸收以及趋肤效应 422

11.5 电磁波的反射和透射 428

11.5.1 电场和磁场的边界条件 428

11.5.2 在电介质界面上的反射 432

11.5.3 在金属界面上的反射 436

11.5.4 反射所引起的偏振 438

11.6 电磁波和光子 441

习题11 443

第十二章 波导管 446

12.1 电磁波在两平行导体板之间的传播 447

12.2 矩形波导管 455

12.3 谐振腔 465

习题12 470

第十三章 电磁波的产生 472

13.1 推迟势 473

13.2 赫兹偶极振子 477

13.3 天线 484

习题13 491

第十四章 电磁学和狭义相对论 493

14.1 引言 493

14.2 洛伦兹变换 495

14.3 不同观测者看到的电荷和电磁场 497

14.4 四矢量 502

14.5 四矢量形式的麦克斯韦方程组 506

14.6 电磁场的变换 510

14.7 磁性是一种相对论性现象 516

14.8 从相对论性观点来看推迟势 521

习题14 524

A.1.1 安培的定义 525

A.1 电学单位和标准 525

附录A 单位 525

A.1.2 电学标准的定标 527

A.2 高斯单位 532

A.3 国际单位和高斯单位的换算 535

附录B 矢量 537

B.1 场与微分算符 537

B.2 恒等式 543

附录C 毕奥-萨伐尔定律的推导 546

习题解答 548

物理常数和转换因子 570

主题索引 571