电磁学

本书是在中国科学技术大学国家基础科学人才培养基地物理学丛书《电磁学与电动力学》（上册）（第二版）的基础上修订而成的，并更名为《电磁学》。
    本书对经典电磁学的基本概念、基本理论和基本规律作了深人细致的阐述，并适当增加了电磁学在现代科学技术上的应用例子，并与电动力学内容适当关联。本书编写和修订力争做到内容精练、突出重点、层次分明、易于理解。本书精选了一些具有代表性的例题和习题，供学生阅读和课后检验对内容的理解程度。

目录
出版说明
前言
绪论 电磁学的建立和应用/1
0.1 电磁学的建立/1
0.1.1 宇宙的演化/1
0.1.2 电磁现象的历史记载/2
0.1.3 电磁学的诞生/3
0.1.4 场思想的提出和电磁学科学体系的建立/6
0.2 电磁学的应用/6
第1章 真空中的静电场/10
1.1 电荷守恒/10
1.2 库仑力/11
1.2.1 库仑扭秤实验/11
1.2.2 库仑定律/13
1.3 叠加原理/14
1.3.1 叠加原理的数学表述/14
1.3.2 带电体系对静止点电荷的作用力/14
1.3.3 带电体系之间的作用力/15
1.4 电场强度/15
1.4.1 电场强度的定义/15
1.4.2 各类带电体的电场强度/16
1.4.3 电场的物质性/17
1.4.4 电场强度计算举例/17
1.5 静电场的高斯定理/20
1.5.1 电通量/20
1.5.2 高斯定理/21
1.5.3 高斯定理与库仑定律的关系/23
1.5.4 高斯定理应用举例/23
1.5.5 电场线/26
1.6 静电场的环路定理/27
1.6.1 电场的环量/27
1.6.2 环路定理/27
1.7 电势/28
1.7.1 电势差与电势/28
1.7.2 电势的一般表达式/30
1.7.3 场强与电势的微分关系/30
1.7.4 等势面/31
1.7.5 应用举例/32
*1.7.6 电势的多极子展开/35
第2章 静电场中的导体和电介质/37
2.1 物质的电性质/37
2.1.1 导体、半导体和绝缘体/37
2.1.2 电场对电荷系统的作用/38
2.2 静电场中的导体/40
2.2.1 导体达到静电平衡的条件/40
2.2.2 处在静电平衡条件下导体的性质/40
2.2.3 导体在静电场中性质的应用/43
2.2.4 高斯定理和库仑定律的精确验证/46
2.3 电容和电容器/46
2.3.1 孤立导体的电容/47
2.3.2 电容器/47
2.3.3 电容器的连接/48
2.4 电介质/49
2.5 极化强度矢量/50
2.5.1 P与极化电荷的关系/51
2.5.2 P与电场E的关系/53
2.6 电介质中静电场的基本定理/57
2.6.1 高斯定理/57
2.6.2 环路定理/59
2.7 边值关系和唯一性定理/60
2.7.1 电场强度/61
2.7.2 电位移矢量/61
2.7.3 电势/62
2.7.4 静电场的唯一性定理/63
2.7.5 应用举例/64
* 2.8 电像法/68
第3章 静电能/73
3.1 真空中点电荷间的相互作用能/73
3.2 连续电荷分布的静电能/76
3.3 电荷体系在外电场中的电势能/82
3.4 电场的能量和能量密度/83
*3.5 非线性介质及电滞损耗/86
* 3.6 利用静电能求静电力/88
第4章 稳恒电流/95
4.1 稳恒电路/95
4.1.1 电流强度和电流密度/95
4.1.2 电流连续方程/96
4.1.3 稳恒条件/97
4.2 稳恒电流规律/98
4.2.1 欧姆定律/98
4.2.2 焦耳定律/101
4.2.3 从经典电子论观点解释欧姆定律和焦耳定律/102
4.2.4 欧姆定律的失效问题/103
4.3 电源及稳恒电路/104
4.3.1 电源及其电动势/104
4.3.2 常见的几种电源/106
4.3.3 路端电压、电动势和全电路欧姆定律/108
4.3.4 稳恒电路的特点/109
4.3.5 稳恒电路中静电场的作用/109
4.4 基尔霍夫定律/110
4.4.1 节点、支路和回路/110
4.4.2 基尔霍夫第一和第二定律/110
4.4.3 支路电流法/111
4.4.4 回路电流法/112
* 4.5 稳恒电流和静电场的综合求解/112
4.5.1 基本方程/113
4.5.2 基本方程的闭合性/113
4.5.3 与纯静电场问题类比/116
第5章 真空中的静磁场/119
5.1 磁现象与磁场/119
5.1.1 磁的基本现象与磁的库仑定律/119
5.1.2 奥斯特实验——电流磁效应/120
5.1.3 磁感应强度/120
5.1.4 安培力公式与洛伦兹力公式/122
5.2电流的磁场/123
5.2.1 毕奥-萨伐尔定律/123
5.2.2 毕奥-萨伐尔定律应用举例/124
5.3 安培力/128
5.3.1 四个示零实验/129
5.3.2 安培定律/130
5.3.3 安培力及其应用/131
5.4 静磁场的基本定理/131
5.4.1 磁场的高斯定理/131
5.4.2 安培环路定理/132
5.4.3 磁场的几何描述/134
5.4.4 两条定理与毕奥-萨伐尔定律的关系/135
5.4.5 安培环路定理的应用/135
5.5 磁矢势/137
5.5.1 磁矢势的引入/137
5.5.2 磁失势满足的方程/140
5.5.3 AB效应/140
5.6 带电粒子在磁场中的运动/141
5.6.1 运动特征/141
5.6.2 带电粒子在复合场中的运动/144
5.6.3 应用举例/145
5.6.4 宏观效应/148
第6章 静磁场中的磁介质/150
6.1 磁场对电流的作用/150
6.1.1 磁场对电流的力和力矩/150
6.1.2 电流受力和力矩的计算举例/151
6.2 磁介质及其磁化强度/152
6.2.1 磁化强度/152
6.2.2 磁化电流/153
6.3 磁介质中的静磁场的基本定理/155
6.4 介质的磁化规律/156
6.4.1 介质按磁化规律分类/156
6.4.2 介质磁化的微观机制/158
6.4.3 无限均匀线性各向同性介质中的静磁场/162
6.5 边值关系和唯一性定理/163
6.5.1 磁场在磁介质界面上的边值关系/163
6.5.2 静磁场的唯一性定理/164
6.5.3 分区均匀线性各向同性介质中的静磁场/165
6.6.1介质界面为无限平面/169
6.6.2 介质界面为无穷长圆柱面/172
6.7 磁路定理及其应用/173
6.7.1 磁路定理的基本方程/173
6.7.2 磁路定理的应用/174
*6.8 磁荷法/176
6.8.1 磁荷观点下的静磁场规律/176
6.8.2磁荷法和电流法的等效性/180
6.8.3 磁荷法的应用/180
第7章 电磁感应/183
7.1 电磁感应定律/183
7.1.1 电磁感应现象/183
7.1.2 法拉第电磁感应定律/185
7.1.3 感应电动势的计算/186
7.1.4 块状导体中的电磁感应现象/187
7.1.5 电磁感应定律和磁场的高斯定理/187
7.2 动生电动势和感生电动势/188
7.2.1 动生电动势/188
7.2.2 感生电动势/190
7.2.3 电子感应加速器/193
7.2.4两种电动势引出的问题/193
7.3 互感和自感/194
7.3.1 互感现象和互感系数/194
7.3.2 自感现象和自感系数/196
7.3.3 两线圈的串联和并联/198
7.4 似稳电路和暂态过程/201
7.4.1 似稳条件/201
7.4.2 似稳电路方程/202
7.4.3 多回路电路的基尔霍夫定律/204
7.4.4 暂态过程/205
第8章 磁能/209
8.1 载流线圈的磁能/209
8.1.1 —个载流线圈的磁能/209
8.1.2 N个载流线圈系统的磁能/209
8.2 载流线圈在外磁场中的磁能/211
8.3 磁场的能量和磁能密度/212
*8.4 非线性介质及磁滞损耗/213
*8.5 利用磁能求磁力/215
第9章 交流电路/219
9.1 基本概念和描述方法/219
9.1.1 基本概念/219 9.1.2描述方法/220
9.2 交流电路的复数解法/224
9.2.1 交流电路的基本方程/224
9.2.2 电路方程的复数形式/225
9.2.3 交流电路元件的复阻抗/226
9.3 交流电的功率/228
9.3.1 瞬时功率/228
9.3.2 平均功率/228
9.3.3 视在功率和功率因数/229
9.3.4 由电压和电流的复有效值计算平均功率/229
9.4 交流电路分析举例/229
9.4.1 串联谐振电路/229
9.4.2 并联谐振电路/231
9.4.3 变压器电路/232
第10章 麦克斯韦电磁理论/234
10.1 电磁场的基本规律/234
10.1.1 两个大胆的推广/235
10.1.2 两个重要的假设/235
10.1.3 麦克斯韦方程组/238
10.1.4 边值关系/239
10.2 平面电磁波/239
10.2.1 电磁波的产生机制/239
10.2.2 平面电磁波的性质/241
10.2.3 赫兹实验/242
10.2.4 电磁波谱/244
10.3 电磁场的能量、动量和角动量/244
10.3.1 电磁场的性质/244
10.3.2 平面电磁波的能量、能流密度(坡印亭矢量)和动量/246
10.3.3 光压/247
10.3.4 电磁场具有角动量的验证/249
*第11章 相对论电磁学/250
11.1 四维时空和四维矢量/250
11.1.1四维矢量/250
11.1.2 四维速度/251
11.1.3 四维动量/253
11.1.4 四维力/254
11.1.5 四维微分算符/255
11.2 电磁场相对论变换/256
11.2.1 电荷密度和电流密度的变换/256
11.2.2 电场与磁场的相对论变换/257
11.2.3 麦克斯韦方程组的协变形式/260
11.3 缓慢运动的电磁介质/262
11.3.1 缓慢运动的电磁介质基本方程/262
11.3.2 稳恒场中运动导体/263
11.3.3 稳恒磁场中的运动介质/264
11.3.4 稳恒电场中的运动介质/265
习题/267
习题参考答案/293
参考书目/302
附录Ⅰ 科学家中英文姓名对照表/303
附录Ⅱ 单位制和单位制间的公式变换/305
附录Ⅲ 物理常量/314
附录Ⅲ 矢量分析中的常用公式/315