电磁学

电磁学是研究电磁现象的规律及物质的电学和磁学性质的科学，是理、工、农、医等自然科学技术专业的基础学科之一。本书按电学、磁学、电磁相互作用的顺序对电磁学基本现象和规律进行介绍，还将超导、等离子体等前沿技术和科学家事迹作为选读内容，以扩大学生知识面。本书内容翔实，为学生进一步学习电动力学课程提供了基础。本书可以作为高等院校相关专业的本科生教材或教学参考用书，也可以作为职业技术学院相关专业的教材或教学参考用书。

王立，南京大学理学博士和英国诺丁汉大学理学博士，南昌大学赣江特聘教授，博士生导师，现担任南昌大学理学院院长、中国物理学会理事、江西省物理学会理事长，长期承担《电磁学》、《电磁场理论》等课程教学工作，曾获重量教学成果奖二等奖、江西省优秀硕士论文指导教师等奖项。

目    录 第1章 静电场的基本规律 1 1.1 电荷 1 1.1.1 电荷守恒定律 1 1.1.2 电荷量子化 2 1.1.3 电荷相对论不变性 2 1.2 库仑定律 3 1.2.1 点电荷模型 3 1.2.2 真空中的库仑定律 3 1.2.3 静电力叠加原理 5 1.3 静电场 6 1.3.1 电场 6 1.3.2 场强 6 1.3.3 场强的计算 9 1.4 高斯定理 13 1.4.1 电场线 13 1.4.2 电通量 14 1.4.3 高斯定理及其推导 15 1.4.4 用高斯定理求场强 18 1.5 电势 21 1.5.1 静电场力的环路 21 1.5.2 静电场的环路定理 22 1.5.3 电势能 23 1.5.4 电势的概念 24 1.5.5 电势的计算 25 1.5.6 场强与电势梯度 29 阅读材料 卡文迪许关于点电荷之间的相互作用力的研究 32 习题 33 第2章 有导体存在时的静电场 36 2.1 静电场中的导体 36 2.1.1 导体的电结构 36 2.1.2 静电感应过程 37 2.1.3 静电平衡 37 2.2 有导体存在时的静电场问题 38 2.3 电容器及其电容 41 2.3.1 电容器的电容 41 2.3.2 常见电容器的电容 42 2.3.3 电容器的并联和串联 44 阅读材料 静电学的技术应用 45 习题 47 第3章  静电场中的电介质 49 3.1  电介质的极化 49 3.1.1  电介质 49 3.1.2  位移极化和取向极化 49 3.1.3  电极化强度与极化电荷 51 3.2  有电介质时的高斯定理 52 3.3  电介质对电容的影响 54 3.4  静电场的能量和能量密度 55 3.4.1  电容器储存的静电能 55 3.4.2  静电场的能量 56 3.5  静电场的边值关系* 57 3.5.1  场强的法向分量 57 3.5.2  场强的切向分量 58 习题 59 第4章  恒定磁场 60 4.1  恒定电流 60 4.1.1  电流 电流密度 60 4.1.2  电流的连续性方程 62 4.1.3  电源电动势 63 4.2  毕奥-萨伐尔定律 64 4.2.1 磁场 磁感应强度 64 4.2.2 毕奥-萨伐尔定律及其应用 65 4.2.3  匀速运动电荷的磁场 69 4.3 磁场的高斯定理 70 4.3.1  磁感应线 磁通量 70 4.3.2  真空中磁场的高斯定理 71 4.4 安培环路定理及其应用 72 4.4.1  安培环路定理 72 4.4.2  安培环路定理的应用 73 4.5  带电粒子在磁场和电场中的运动及其应用 75 4.5.1  洛伦兹力 75 4.5.2  带电粒子在磁场中的运动 76 4.5.3  利用电场与磁场控制带电粒子运动的实例 78 4.5.4  霍尔效应 81 4.6  磁场对载流导线的作用 82 4.6.1  安培力 82 4.6.2  磁力矩 84 4.6.3  磁力做的功 87 阅读材料 地球的磁场 87 习题 90 第5章  电磁感应现象 93 5.1  电磁感应定律和楞次定律 93 5.1.1  电磁感应现象及其产生条件 93 5.1.2  电磁感应定律 95 5.1.3  楞次定律 95 5.1.4  动生电动势的计算 96 5.2  感应电动势 98 5.2.1 动生电动势 99 5.2.2  感生电动势 101 5.2.3 电子感应加速器 103 5.3  自感和互感 104 5.3.1  自感 自感电动势 104 5.3.2  互感 互感电动势 106 5.4  磁场的能量 107 5.4.1  线圈储存的磁能 107 5.4.2 磁场能量和磁能密度 109 习题 110 第6章 磁场中的磁介质 114 6.1 磁介质 114 6.2 磁介质的磁化 磁化强度 114 6.2.1 安培分子环流假说 114 6.2.2 线圈的磁矩 115 6.2.3 原子磁矩的抗磁性 116 6.3 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 118 6.4 铁磁质 119 6.4.1 铁磁质的磁化规律 120 6.4.2 铁磁材料 121 6.4.3 磁畴 122 习题 122 第7章 麦克斯韦方程组 123 7.1 位移电流 123 7.1.1 麦克斯韦方程组中的问题 123 7.1.2 位移电流的提出 124 7.2 麦克斯韦方程组的形式 126 7.2.1 麦克斯韦方程组的积分形式 126 7.2.2 麦克斯韦方程组的微分形式 127 7.3 边界条件 129 7.4 电磁场中的守恒定律和能流密度 130 7.5 电磁场中的动量 132 7.5.1 电磁场中的动量的推导 132 7.5.2 电磁场中的动量守恒定律 134 阅读材料 超导电性 135 习题 137 第8章 电磁波 138 8.1 正弦波 138 8.1.1 正弦波的表示方法 138 8.1.2 正弦波的复数表示法 139 8.1.3 波在交界处的反射和透射 139 8.1.4 电磁波的极化 141 8.2 真空中的电磁波 142 8.2.1 电磁波方程 142 8.2.2 电磁波的性质 143 8.2.3 电磁波的能量和动量 144 8.3 介质中的电磁波 145 8.3.1 介质中的麦克斯韦方程和电磁波 145 8.3.2 电磁波的反射和透射 146 8.3.3 垂直入射时的反射波和透射波 147 8.3.4 斜入射时的反射波和透射波 148 8.4 电磁波的产生与传播 151 8.5 电磁波波谱 153 习题 154 附录A 矢量运算 155 习题答案 158