大學物理學：電磁學（第三版 A版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《大學物理學：電磁學（第三版 A版）》是張三慧編著的《大學物理學》（第三版）中的《電磁學》分冊，按傳統方法講述電磁學的基本理論，包括靜止和運動電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，介質中的電場和磁場，電磁感應，電磁波等。除瞭基本內容外，還專題介紹瞭大氣電學、超導、等離子體等今日物理趣聞和著名科學傢介紹，作為選講或選讀內容，以擴大學生的現代知識領域。基本內容簡明扼要，選讀部分通俗易懂。
　　《大學物理學：電磁學（第三版 A版）》可作為高等院校的大學物理教材，也可以作為中學物理教師教學或其他讀者自學的參考書。

內頁插圖

目錄

第3篇 電磁學
第12章 靜電場
12．1 電荷
12．2 庫侖定律與疊加原理
12．3 電場和電場強度
12．4 靜止的點電荷的電場及其疊加
12．5 電場綫和電通量
12．6 高斯定律
12．7 利用高斯定律求靜電場的分布
提要
思考題
習題
第13章 電勢
13．1 靜電場的保守性
13．2 電勢差和電勢
13．3 電勢疊加原理
13．4 電勢梯度
13．5 電荷在外電場中的靜電勢能
13．6 電荷係的靜電能
13．7 靜電場的能量
提要
思考題
習題
第14章 靜電場中的導體
14．1 導體的靜電平衡條件
14．2 靜電平衡的導體上的電荷分布
14．3 有導體存在時靜電場的分析與計算
14．4 靜電屏蔽
14．5 唯一性定理
提要
思考題
習題
今日物理趣聞H 大氣電學
H．1 晴天大氣電場
H．2 雷暴的電荷和電場
H．3 閃電
第15章 靜電場中的電介質
15．1 電介質對電場的影響
15．2 電介質的極化
15．3 D的高斯定律
15．4 電容器和它的電容
15．5 電容器的能量
提要
思考題
習題
第16章 恒定電流
16．1 電流和電流密度
16．2 恒定電流與恒定電場
16．3 歐姆定律和電阻
16．4 電動勢
16．5 有電動勢的電路
16．6 電容器的充電與放電
16．7 電流的一種經典微觀圖像
提要
思考題
習題
……
數值錶
習題答案
索引

前言/序言

　　這部《大學物理學》（第三版）含力學篇、熱學篇、電磁學篇、光學篇和量子物理篇，共5篇。按照篇章的組織順序，本套教材又分為兩個版本，稱為A版和B版。A版分為3冊，第1冊為《力學、熱學》，第2冊為《電磁學》（或《基於相對論的電磁學》，二選其一），第3冊為《光學、量子物理》。B版分為2冊，第1冊為《力學、電磁學》，第2冊為《熱學、光學、量子物理》。讀者可根據實際教學和學習的需要，選擇使用A版或B版；其中A版中的第2冊又分為兩個版本——《電磁學》或《基於相對論的電磁學》，選用A版的讀者可選擇其中一個版本使用。本冊為A版的第2冊《電磁學》。
　　根據使用過此書的教師與學生以及其他讀者的反映，也考慮到近幾年物理教學的發展動嚮，本書推齣第三版。第三版內容的撰寫與修改仍延續瞭第二版的科學性和係統性的特點，保持瞭原有的體係和風格，並在第二版的基礎上，增加、拓寬瞭一些內容。
　　本書內容完全涵蓋瞭2006年我國教育部發布的“非物理類理工學科大學物理課程基本要求”。書中各篇對物理學的基本概念與規律進行瞭正確明晰的講解。講解基本上都是以最基本的規律和概念為基礎，推演齣相應的概念與規律。筆者認為，在教學上應用這種演繹邏輯更便於學生從整體上理解和掌握物理課程的內容。
　　力學篇是以牛頓定律為基礎展開的。除瞭直接應用牛頓定律對問題進行動力學分析外，還引入瞭動量、角動量、能量等概念，並著重講解相應的守恒定律及其應用。除慣性係外，還介紹瞭利用非慣性係解題的基本思路，剛體的轉動、振動、波動這三章內容都是上述基本概念和定律對於特殊係統的應用。狹義相對論的講解以兩條基本假設為基礎，從同時性的相對性這一“關鍵的和革命的”（楊振寜語）概念齣發，逐漸展開得齣各個重要結論。這種講解可以比較自然地使學生從物理上而不隻是從數學上弄懂狹義相對論的基本結論。
　　熱學篇的講述是以微觀的分子運動的無規則性這一基本概念為基礎的。除瞭闡明經典力學對分子運動的應用外，特彆引入並加強瞭統計概念和統計規律，包括麥剋斯韋速率分布律的講解。對熱力學第一定律也闡述瞭其微觀意義。對熱力學第二定律是從宏觀熱力學過程的方嚮性講起，說明方嚮性的微觀根源，並利用熱力學概率定義瞭玻耳茲曼熵並說明瞭熵增加原理，然後再進一步導齣剋勞修斯熵及其計算方法。這種講法最能揭露熵概念的微觀本質，也便於理解熵概念的推廣應用。
　　電磁學篇按照傳統講法，講述電磁學的基本理論，包括靜止電荷的電場，運動電荷和電流的磁場，介質中的電場和磁場，電磁感應，電磁波等。基於相對論的電磁學篇中電磁學的講法則是以愛因斯坦的《論動體的電動力學》為背景，完全展現瞭帕塞爾教授講授電磁學的思路——從愛因斯坦到麥剋斯韋，以場的概念和高斯定律為基礎，根據狹義相對論演繹地引入磁場，並進而導齣麥剋斯韋方程組其他方程。這種講法既能滿足教學的基本要求，又充分顯示瞭電磁場的統一性，從而使學生體會到自然規律的整體性以及物理理論的和諧優美。電磁學的講述未止於麥剋斯韋方程組，而是繼續講述瞭電磁波的發射機製及其傳播特徵等。

好的，這裏為您撰寫一份《大學物理學：電磁學（第三版 A版）》不包含的、但主題相關的圖書簡介。這份簡介側重於描述那些可能在同一學科領域內，但內容側重、視角或深度有所不同的書籍。 --- 圖書簡介： 《經典場論與現代應用：從麥剋斯韋方程組到前沿技術》 引言：超越基礎概念的深度探索 本書旨在為物理學、工程學及相關交叉學科的高年級本科生和研究生提供一個對經典電磁學理論進行深入剖析和現代應用拓展的平颱。不同於側重於建立基礎概念和基本解法的入門或標準教材，本書將視角定位於對麥剋斯韋方程組的深刻理解、先進的求解技術以及電磁場理論在當代高新技術領域中的具體實踐。 我們假定讀者已經掌握瞭大學物理中的基礎電磁學知識，包括庫侖定律、高斯定律、安培定律、法拉第電磁感應定律，以及初步的矢量分析工具。在此基礎上，本書緻力於填補理論深度與實際應用之間的鴻溝。 第一部分：場論的嚴謹基礎與高級數學工具 本書的第一部分著重於重新審視電磁學的數學基礎，強調其作為規範場論的本質。 1. 矢量分析與張量形式的復習與深化： 我們將迴顧梯度、散度和鏇度的物理意義，並引入更抽象的描述方式。重點討論在非直角坐標係（如球坐標和柱坐標）中處理邊界條件和復雜幾何結構的方法。更進一步，我們將引入電磁場的張量錶示，為後續的相對論性電磁學打下基礎，盡管本書核心仍是經典理論。 2. 麥剋斯韋方程組的微分與積分形式的統一性探討： 本書不僅會陳述麥剋斯韋方程組，還將深入探討其內在一緻性。分析在不同介質界麵處（如理想導體、電介質、磁性材料）的邊界條件，並解釋這些條件如何直接導嚮特定物理現象，例如反射、摺射和波的極化。我們將詳細推導並分析法拉第定律的積分形式在理解感應電動勢和電磁能量轉化中的關鍵作用。 3. 標量勢與矢量勢 ($phi$ 和 $mathbf{A}$) 的物理詮釋： 除瞭將其作為求解工具，我們更關注矢量勢 $mathbf{A}$ 在現代物理學中的地位。通過規範變換（如洛倫茲規範和庫侖規範）的選擇，探討不同勢的物理可觀測量（電場 $mathbf{E}$ 和磁場 $mathbf{B}$）的確定性，並討論磁矢量勢在計算電感和磁能中的獨特優勢。 第二部分：電磁波的傳播、輻射與散射 本部分將電磁理論的應用核心聚焦於波的動力學行為，從理想傳播到復雜的散射問題。 4. 均勻介質中的平麵波傳播動力學： 詳細分析在無損耗、各嚮同性介質（如真空、空氣、玻璃）中平麵波的傳播特性，包括相速、群速和趨膚深度（在損耗介質中）。特彆關注電磁波在導體內部的衰減機製和相位延遲。 5. 導波結構與諧振腔理論： 本書將專門開闢章節討論受限空間內的電磁場行為。內容涵蓋矩形波導（TE 和 TM 模式的詳細分析，截止頻率的計算）、圓波導的特性，以及微波工程中常用的同軸綫模型。對於諧振腔，我們將分析其本徵模式（Eigenmodes）、品質因數 $Q$ 值，以及其在濾波器和儲能器件中的應用。 6. 天綫理論基礎與輻射場分析： 這是連接理論與實際通信技術的重要一環。我們將從最簡單的電偶極子（赫茲天綫）開始，推導其遠場輻射特性、輻射功率和方嚮圖。隨後過渡到磁偶極子和更復雜的有限尺寸天綫，如縫隙天綫。重點討論有效麵積、增益和輸入阻抗的概念。 7. 散射理論簡介： 本書將引入電磁波與復雜物體相互作用的基本框架。我們將討論瑞利散射（適用於小尺寸粒子）的物理圖像，並簡要介紹米氏散射（適用於尺寸與波長相當的粒子）的復雜性，強調散射截麵的物理意義。 第三部分：電磁場與物質的相互作用及高級話題 本部分深入探究電磁學在材料科學和相對論背景下的拓展。 8. 介質中的宏觀電磁場與本構關係： 超越簡單的綫性、均勻介質，我們將探討非綫性電磁現象，例如電緻伸縮效應和鐵電、鐵磁材料的遲滯現象。重點解析磁化強度 $mathbf{M}$ 和電位移場 $mathbf{D}$ 的微觀起源，以及它們如何影響宏觀場的行為。 9. 電磁學的狹義相對論基礎（非正式）： 盡管不深入相對論的數學形式，但本章將明確展示電場和磁場如何在一個洛倫茲變換下相互轉化。通過分析一個勻速運動的點電荷的電場，直接推導齣其伴隨産生的磁場，從而證明麥剋斯韋方程組的內在相對論性。這是理解電動力學統一性的關鍵一步。 10. 變分原理與拉格朗日量方法（選講）： 對於希望深入理論物理方嚮的讀者，本章介紹如何利用拉格朗日密度來構建電磁場的運動方程。通過構建包含電磁場的拉格朗日量，可以更係統地推導齣麥剋斯韋方程組，並為量化場論提供理論視角。 總結與展望： 本書提供的知識深度超過瞭標準教材，它更側重於“如何利用場論來解決復雜問題”，而非“如何推導齣基本的場方程”。通過大量的習題和案例分析，讀者將能夠熟練運用高級數學工具駕馭復雜的電磁環境，為從事微波工程、光電子學、電磁兼容性（EMC）設計以及理論物理研究打下堅實基礎。