工业和信息化部“十二五”规划教材 电动力学【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第0章 数学预备知识1

0.1 矢量的乘法1

0.1.1 矢量的点乘1

0.1.2 矢量的叉乘1

0.1.3 矢量的张量积2

0.2 标量场的梯度3

0.3 矢量场的散度和散度定理4

0.3.1 矢量场的散度4

0.3.2 散度定理5

0.4 矢量场的旋度和斯托克斯定理5

0.4.1 矢量场的旋度5

0.4.2 斯托克斯定理6

0.5 亥姆霍兹定理6

0.6 ？算符对函数的运算7

0.6.1 ？算符的一般运算规则7

0.6.2 ？算符的其他常用公式8

0.7 张量简介10

0.7.1 张量的概念10

0.7.2 张量的主要性质12

0.7.3 张量的运算12

习题13

第1章 静电场14

1.1 真空中的静电场方程14

1.1.1 库仑定律和电场强度14

1.1.2 静电场的散度15

1.1.3 静电场的旋度17

1.1.4 真空中的静电场方程17

1.2 电介质中的静电场方程19

1.2.1 电介质的极化19

1.2.2 介质中的静电场方程21

1.3 静电场的边值关系23

1.3.1 法向分量的跃变24

1.3.2 切向分量的跃变25

1.4 静电场的标势及其微分方程27

1.4.1 静电场的标势27

1.4.2 静电势的微分方程和边值关系29

1.4.3 静电场的能量31

1.5 静电场问题的解及其唯一性32

1.5.1 静电场的基本问题32

1.5.2 静电场问题的唯一性定理33

1.6 镜像法37

1.6.1 镜像法的基本思想37

1.6.2 镜像法求解静电场问题38

1.7 分离变量法48

1.7.1 分离变量法的适用范围48

1.7.2 分离变量法求解静电场问题49

1.8 有限差分法59

1.8.1 差分方程59

1.8.2 差分方程组的求解61

1.9 电多极矩65

1.9.1 电势的多级展开65

1.9.2 电多极矩66

1.9.3 电荷体系在外电场中的能量76

1.9.4 电流变液的介电极化模型78

习题80

第2章 静磁场82

2.1 恒定电流82

2.1.1 电荷守恒定律82

2.1.2 欧姆定律的微分形式83

2.1.3 恒定电流的电场83

2.2 真空中的静磁场方程85

2.2.1 静磁场的实验定律85

2.2.2 真空中静磁场的基本方程86

2.2.3 磁场旋度和散度公式的证明87

2.3 磁介质中的静磁场方程90

2.3.1 介质的磁化90

2.3.2 介质中的静磁场方程92

2.4 静磁场的边值关系93

2.4.1 法向分量的跃变93

2.4.2 切向分量的跃变94

2.5 磁场的矢势及其微分方程96

2.5.1 矢势96

2.5.2 矢势的微分方程97

2.5.3 A-B效应99

2.6 磁矢势法100

2.7 磁标势法103

2.7.1 引入磁标势的条件103

2.7.2 磁标势的微分方程104

2.8 磁多极矩112

2.8.1 矢势的多级展开式112

2.8.2 静磁场的能量116

2.8.3 电流系统与外磁场的相互作用能117

2.8.4 磁偶极子在外磁场中的相互作用能118

习题120

第3章 电磁现象的普遍规律121

3.1 电磁感应定律121

3.2 麦克斯韦方程组122

3.2.1 真空中的麦克斯韦方程组122

3.2.2 介质中的麦克斯韦方程组125

3.2.3 介质的电磁性质方程与边值关系126

3.2.4 洛伦兹力公式127

3.3 电磁场的能量和能流128

3.4 超导体的电磁性质133

3.4.1 超导体的电磁性质133

3.4.2 二流体模型136

3.4.3 伦敦方程136

习题139

第4章 电磁波的传播141

4.1 电磁波的波动性141

4.1.1 真空中电磁场的波动方程141

4.1.2 赫兹实验143

4.1.3 电磁波谱图143

4.1.4 电磁波在介质中的传播146

4.1.5 平面电磁波149

4.1.6 电磁波的能量和能流152

4.2 电磁波在介质界面上的反射和折射155

4.2.1 反射和折射定律155

4.2.2 菲涅耳公式157

4.3 电磁波在导体中的传播164

4.3.1 电磁波与导体相互作用的特点165

4.3.2 导体中的电磁波方程166

4.3.3 导体中的平面电磁波167

4.3.4 趋肤效应和穿透深度169

4.3.5 磁场与电场的关系170

4.3.6 导体表面上的反射171

4.4 电磁波在等离子体中的传播175

4.5 电磁波在波导管内的传播176

4.5.1 有界空间的电磁波176

4.5.2 理想导体的边界条件177

4.5.3 矩形波导中的电磁波178

4.5.4 截止频率180

4.5.5 TE10波的电磁场182

4.6 谐振腔内的电磁波185

4.7 相速度和群速度187

4.7.1 相速度187

4.7.2 群速度188

4.8 左手材料的奇异电磁特性189

4.8.1 左手材料的概念189

4.8.2 左手材料的奇异电磁性质191

4.8.3 左手材料的制备194

4.8.4 左手材料的应用展望196

习题197

第5章 电磁波的辐射199

5.1 电磁场的矢势和标势199

5.1.1 用势描述电磁场199

5.1.2 规范变换和规范不变性200

5.1.3 达朗贝尔方程201

5.2 推迟势205

5.2.1 达朗贝尔方程的解205

5.2.2 推迟势207

5.3 电偶极辐射209

5.3.1 计算辐射场的一般公式209

5.3.2 矢势的展开式211

5.3.3 电偶极辐射212

5.3.4 辐射能流、角分布、辐射功率215

5.3.5 短天线的辐射、辐射电阻215

5.3.6 磁偶极辐射219

5.4 电磁场的动量220

习题223

第6章 狭义相对论224

6.1 伽利略相对性原理和伽利略变换224

6.1.1 伽利略相对性原理224

6.1.2 伽利略变换224

6.1.3 经典力学的绝对时空观226

6.2 狭义相对论的基本原理228

6.2.1 狭义相对论的两个基本假设228

6.2.2 间隔不变性229

6.2.3 洛伦兹变换229

6.3 相对论的时空理论232

6.3.1 同时性的相对性232

6.3.2 空间间隔的相对性233

6.3.3 时间间隔的相对性234

6.3.4 时序与因果律237

6.3.5 相对论时空结构238

6.3.6 相对论的速度变换239

6.4 相对论理论的四维形式240

6.4.1 洛伦兹变换的四维形式240

6.4.2 四维协变量242

6.5 电动力学的相对论不变性246

6.5.1 四维电流密度矢量246

6.5.2 四维势矢量248

6.5.3 电磁场张量249

6.5.4 E和B在洛伦兹变换下的变换性质251

6.6 相对论力学254

6.6.1 能量－动量四维矢量254

6.6.2 相对论力学方程259

6.6.3 洛伦兹力260

结束语：经典电动力学的局限性263

习题264

参考文献266