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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148

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286

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3120

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curlB155

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4180

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H205

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5230

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6275

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7308

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8350

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9380

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10398

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11443

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12470

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13491

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14524

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