电磁学

《中国科学技术大学交叉学科基础物理教程:电磁学》是一本介于物理类本科生和非物理类本科生之间的教材，物理类和非物理类本科生都可以选择其作为教材和参考书。教学过程中可以根据授课对象而选择相关的内容，有些章节可以让学生自己阅读。全书共分为8章。第1章主要介绍电力和电场的基本概念。第2章是电势和电场能量。第3章主要是电流与电路。第4章主要介绍磁力与磁场，从人类对磁现象的认识到磁学基本规律逐渐发现，一直到磁场概念的引进；由于磁现象的特殊性，磁场的高斯定理和安培环路定律都在本章描述，这可以加深学生对运动电荷形成电流、电流形成磁场的理解。第5章主要介绍材料的磁性和磁性材料。第6章主要介绍电磁感应和磁场能量。第7章主要介绍交流电和电力输送。第8章是对整个电磁学理论体系的总结和提高。本章还从麦克斯韦方程组出发导出电磁波方程以及电磁学基本规律；对电路中能量的传输过程描述较为详细。

序
前言
绪论电磁科学的发展以及在近代科学技术中的应用
0.1电磁科学体系的建立与“场”理论的诞生
0.2电磁科学与电气化
0.3电磁科学与通讯
0.4电磁科学与现代科学与技术
第1章电力与电场
1.1电力起源
1.1.1电现象研究简史
1.1.2摩擦起电
1.1.3物质结构和电荷
1.1.4电荷守恒定律
1.2材料的电性质
1.2.1物质导电性能
1.2.2接触带电和感应带电
1.3库仑定律
1.3.1库仑定律
1.3.2叠加原理
1.4电场强度
1.4.1电场
1.4.2电场强度
1.5高斯定理
1.5.1电场线与电通量
1.5.2高斯定理
1.6静电场中的导体
1.6.1静电平衡
1.6.2静电屏蔽
1.6.3静电的应用和测量
第2章电势与电场能量
2.1电势能
2.1.1静电场做功
2.1.2静电场的环路定理
2.1.3电势能
2.2电势与电势差
2.2.1电势与电势差
2.2.2等势面
2.2.3带电粒子在电场中运动
2.3电容与电容器
2.3.1导体的电容
2.3.2电容器的联结
2.3.3超级电容器
2.4介质材料的电学特性
2.4.1电介质材料
2.4.2电介质的极化
2.4.3电介质的基本电学特性
2.4.4低介电常数与高介电常数材料
2.4.5铁电体介质和压电效应
2.5静电场的能量
2.5.1点电荷系统的静电相互作用能
2.5.2带电体的静电能
2.5.3电容器的储能
2.5.4电场的能量
2.6介观体系的电学特性
2.6.1量子化电导（量子点接触）
2.6.2库仑阻塞和单电子隧穿
2.6.3单电子存储器
2.7生物和医学中的电现象
2.7.1细胞的生物电现象
2.7.2心电图原理
第3章电流与电路
3.1电流与电流密度
3.1.1电流的形成
3.1.2电流强度与电流密度
3.1.3电流连续性方程
3.1.4稳恒条件
3.2欧姆定律
3.2.1欧姆与欧姆定律
3.2.2电流的功和功率
3.2.3不同导体分界面电流的关系
3.2.4金属导电的德鲁特模型
3.2.5半导体的导电机制
3.2.6导电介质
3.2.7欧姆定律的失效问题
3.3电源及电动势
3.3.1电源与电动势
3.3.2常见的几种稳恒电源
3.3.3全电路欧姆定律
3.4直流电路的基本规律
3.4.1基尔霍夫定律
3.4.2叠加原理
3.4.3电容的充电和放电
3.5电压源和电流源
3.5.1电压源
3.5.2电流源
3.5.3戴维宁定理和诺顿定理
3.5.4电压源与电流源的等效变换
3.5.5安全用电
3.6地球的电环境
3.6.1大气电场和电流
3.6.2雷电形成机制与雷电的控制
第4章磁力与磁场
4.1磁现象与磁力
4.1.1磁现象研究历史和磁性的起源
4.1.2安培定律
4.2电流的磁场
4.2.1磁感应强度
4.2.2通电导线在磁场中所受的力与力矩
4.3静磁场的基本定理
4.3.1磁感应线与磁通量
4.3.2磁场高斯定理
4.3.3安培环路定理
4.4带电粒子在磁场中的运动
4.4.1带电粒子在均匀磁场中的运动
4.4.2带电粒子在非均匀磁场中的运动
4.5霍尔效应
4.5.I霍尔效应
4.5.2量子霍尔效应
4.5.3电阻单位欧姆和精细结构常数的标准
4.6天体的磁场和强磁场产生
4.6.1天体的磁场
4.6.2强磁场的产生
第5章物质中的磁场与磁性材料
5.1磁介质及其磁化
5.1.1磁化强度
5.1.2磁化电流
5.1.3磁介质存在时的高斯定理和环路定理
5.1.4磁化规律
5.1.5磁介质的边值关系
5.2磁性材料
5.2.i抗磁性、顺磁性和铁磁性
5.2.2磁路定律与磁屏蔽
5.2.3特殊材料的磁性
5.3新型材料中的磁现象
5.3.1纳米材料中的磁性
5.3.2巨磁电阻材料
5.3.3超导体的磁性
5.4磁场的测量
5.4.1高磁场的测量
5.4.2低磁场的测量
第6章电磁感应与磁场的能量
6.1电磁感应定律
6.1.1电磁感应现象
6.1.2法拉第电磁感应定律
6.2动生电动势和感生电动势
6.2.1动生电动势
6.2.2感生电动势和涡旋电场
6.2.3电磁感应的相对性
6.2.4涡电流和趋肤效应
6.2.5电子感应加速器
6.3互感与自感
6.3.1互感与互感系数
6.3.2自感与自感系数
6.3.3自感系数与互感系数的关系
6.3.4电感的串联与并联
6.4似稳电路和暂态过程
6.4.1似稳过程与似稳电路
6.4.2暂态过程
6.5磁场的能量
6.5.1载流线圈系统的磁能
6.5.2载流线圈在外磁场中的磁能
6.5.3磁场的能量和磁能密度
第7章交流电路与电力输送
7.1交流电的产生和基本特性
7.1.1交流电的产生
7.1.2交流电的类型
7.1.3简谐交流电的表述和特征量
7.1.4交流电路中的元件
7.1.5交流电路的三角函数和矢量图解法简介
7.2交流电路的复数解法
7.2.1电阻、电容和电感的复数表示
7.2.2交流电路的复数解法
7.3交流电的功率
7.3.1交流电的功率
7.3.2功率因数
7.3.3品质因数
7.3.4交流电桥
7.4变压器与电力输送
7.4.1变压器原理
7.4.2高压输电技术
7.4.3特斯拉线圈
第8章电磁现象的基本规律与电磁波
8.1静态电场和磁场的基本规律
8.1.1静电场的泊松方程和拉普拉斯方程
8.1.2边值问题和静电场的唯一性定律
8.1.3电像法
8.1.4静态磁场的基本规律
8.2时变的电场与磁场的基本规律
8.2.1时变情况下的电场环路定律
8.2.2时变情况下的电场高斯定理
8.2.3时变情况下的磁场高斯定理
8.2.4时变情况下的磁场安培环路定理
8.3麦克斯韦方程组
8.3.1麦克斯韦方程组
8.3.2其他形式的麦克斯韦方程组
8.4平面电磁波
8.4.1真空中自由空间的电磁波
8.4.2赫兹实验
8.4.3平面电磁波的性质
8.4.4电磁波在导体中的传播
8.4.5电磁波谱
8.5电磁场能量和能量传输
8.5.1电磁场的能量
8.5.2电磁场的能流
8.5.3太阳光的能量传输
8.5.4无线输电技术
习题
部分习题参考答案
附录Ⅰ物理学常用常数表
附录Ⅱ矢量分析与场论初步
附录Ⅲ名词索引
附录Ⅳ教学计划参考方案