电磁学专题研究PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

电磁学专题研究PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一章 电磁学基本实验定律的建立1

1.概述1

2.Coulomb定律5

一、Coulomb电斥力扭秤实验和电引力单摆实验5

二、Cavendish精确验证电力平方反比律的示零实验10

三、Maxwell精确验证电力平方反比律的理论和示零实验14

四、近代的结果：δ＜10-16，电力平方反比律是最精确的物理定律之一22

五、Coulomb定律的三个主要内容及其由来24

六、电荷与质量的比较25

七、Coulomb定律的成立条件，适用范围及理论地位28

3.Oersted实验，Biot-Savart-Laplace定律和Ampere定律33

一、Oersted实验的重大发现33

二、弯折载流导线对磁极作用力的实验，Biot-Savart-Laplace定律的建立36

三、Ampere的四个示零实验，原始的Ampere公式和Ampere定律的现代形式41

4.Ohm定律55

5.Faraday电磁感应定律60

一、电磁感应现象的发现60

二、Faraday对电磁感应的研究65

三、Neumann和Weber先后给出电磁感应定律的定量表达式68

四、Maxwell提出涡旋电场概念来解释感生电动势71

参考文献73

第二章 Maxwell电磁场理论的建立75

1.概述75

2.超距作用和近距作用观点的早期论争79

3.静电学的势理论，Gauss定理和Stokes定理81

4.Neumann和Weber的超距作用电磁理论83

一、Neumann给出电磁感应定律的定量表达式84

二、Weber的超距作用电磁理论87

附录A 原始Ampere公式的两种等价形式92

附录B 由原始Ampere公式导出运动带电粒子之间的Weber力公式93

附录C 由Weber力公式导出Neumann的两载流线圈相互作用能公式96

附录D 由运动带电粒子之间的Weber力公式导出感应电动势公式97

5.Faraday的学术成就和物理思想99

一、生平99

二、学术成就101

三、Faraday的物理思想106

6.Thomson的类比研究111

7.Maxwell的《论Faraday力线》（1855—1856）112

一、《论Faraday力线》的纲目与要点113

二、前言——研究对象：力线，研究方法：类比115

三、力线与流线的类比，两类矢量116

四、电紧张状态的数学表述，涡旋电场119

五、六条定律123

8.Maxwell的《论物理力线》（1861—1862）125

一、概述125

二、《论物理力线》的纲目127

三、分子涡旋（磁以太）和粒子（电以太），电磁作用的力学模型128

四、位移电流132

五、电磁波135

9.Maxwell的《电磁场的动力学理论》（1865）139

一、《电磁场的动力学理论》的纲目139

二、《电磁场的动力学理论》的引言141

三、电磁动量144

四、电磁场理论的完备方程组——Maxwell方程组146

五、光的电磁理论153

六、Maxwell电磁场理论的历史意义155

七、启迪156

10.建立Maxwell方程组的其他途径160

一、根据能量原理和近距作用原理建立Maxwell方程组161

二、根据Coulomb定律和Lorentz变换建立Maxwell方程组165

三、根据变分原理建立Maxwell方程组170

11.Maxwell传略171

一、生平171

二、创建电磁场理论和光的电磁理论175

三、奠定气体分子运动论和统计物理的理论基础176

四、其他贡献182

五、筹建Cavendish实验室，整理Cavendish遗稿185

参考文献187

第三章 Lorentz电子论188

1.两种观点，两个学派188

2.Maxwell电磁理论的局限和不足193

3.Lorentz电子论的萌芽195

一、以太作用与物质作用的分离195

二、把分子论引入电磁学198

4.Lorentz电子论的创立204

一、从微观方程到宏观方程204

二、运动媒质中的光速211

5.Lorentz的“本地时间”和对应态原理214

6.长度收缩假设218

7.光行差现象和Doppler效应222

8.Poincare的批评及Lorentz变换的最后形式225

附录A232

附录B233

附录C237

附录D240

参考文献242

第四章 物质的电磁性质243

1.物质的磁性244

一、简短的历史回顾244

二、Faraday和Weber等对抗磁性的研究245

三、Curie定律249

四、Langevin的抗磁性经典理论250

五、Langevin的顺磁性经典理论253

六、Weiss的铁磁性唯象理论255

2.电介质的极化及相关性质259

一、恒定电场引起的极化259

二、交变电场引起的极化262

三、电介质的特殊效应267

3.金属电子论268

一、简短的历史回顾268

二、Drude的自由电子模型269

三、Lorentz的理论275

四、金属的复折射率，吸收和趋肤效应276

五、金属电导率与频率的依赖关系280

附录 辐射阻尼力282

参考文献284

4.超导体284

一、零电阻现象284

二、Meissner效应286

三、磁通量子化和Josephson效应289

四、二流体模型和London方程290

五、BCS理论简介296

六、高TC超导材料299

七、超导体的应用302

附录 超流动性303

参考文献306

第五章 光和电磁作用307

1.磁致旋光效应308

一、晶体的自然旋光性308

二、Faraday磁致旋光效应310

三、Maxwell的磁致旋光理论311

四、Rowland的磁致旋光理论320

五、磁致旋光效应的应用323

2.Zeeman效应325

一、Zeeman效应325

二、Lorentz对Zeeman效应的理论解释327

三、Larmor对Zeeman效应的理论解释329

3.其他磁光效应335

一、Kerr磁光效应335

二、Voigt效应（磁致双折射效应）335

三、Cotton-Mouton效应（磁致双折射效应）336

4.电光效应336

一、Kerr效应（二级电光效应）336

二、Pockels效应（一级电光效应）340

三、Stark效应342

附录A 流体旋涡运动的角速度343

附录B 用经典理论说明带电粒子在磁场作用下圆轨道半径保持不变345

参考文献347

第六章 带电粒子在电磁场中的运动349

1.带电粒子在均匀、恒定磁场中的运动350

2.带电粒子在均匀、恒定电磁场中的运动，电漂移352

3.带电粒子在弱非均匀、恒定磁场中的运动，横向梯度漂移和曲率漂移357

4.浸渐不变量——磁矩μ365

5.磁镜效应，等离子体的磁约束，Van Allen带369

参考文献372

第七章 磁流体力学373

1.何谓等离子体374

2.等离子体的主要特征量：等离子体振荡频率ωp和Debye长度λD376

一、等离子体粒子密度376

二、等离子体温度376

三、等离子体振荡频率378

四、Debye长度379

3.等离子体物理的研究方法381

4.磁流体力学方程383

一、流体力学方程383

二、电磁场方程385

三、各种形式的磁流体力学方程组386

5.磁冻结和磁扩散效应388

一、磁流体中，磁场的动力学方程388

二、磁冻结效应389

三、磁扩散效应390

四、磁Reynolds（雷诺）数Rm390

6.磁流体静力学——等离子体在磁场中的平衡391

一、磁流体静力学方程，磁应力391

二、线箍缩（z-pinch）和角箍缩（θ-pinch）393

三、磁力线的转动变换，托卡马克装置395

7.磁流体力学不稳定性397

一、腊肠不稳定性398

二、弯曲不稳定性398

三、螺旋不稳定性399

四、槽纹不稳定性400

8.磁流体力学波401

一、无磁场时的等离子体波401

二、Alfven（阿尔文）波402

参考文献403

第八章 电磁学的一些重要实验404

1.概述404

2.Arago圆盘实验407

3.Hertz电磁波实验——Maxwell电磁场理论和光的电磁理论的实验验证409

一、Hertz振子和谐振器，首次实验证实存在电磁波410

二、电磁波性质的实验研究415

4.Fresnel曳引系数和Fizeau实验418

一、Fresnel的以太理论和曳引系数418

二、Fizeau实验420

5.Michelson-Morley实验422

6.Trouton-Noble实验427

7.J.J.Thomson阴极射线实验——e/me的测定，电子的发现433

一、Faraday电解定律的启示，“电子”一词的提出435

二、J.J.Thomson的阴极射线实验——荷质比e/me的测定，电子的发现436

8.Kaufmann的β射线实验——电子质量me随速度的变化440

9.Millikan油滴实验——电子电量e的测定444

参考文献450

第九章 相对论电磁场451

1.狭义相对论的基础与Einstein时空观451

一、经典理论的危机451

二、狭义相对论基本原理的提出453

三、Einstein时空观454

2.相对论的时空变换与电磁场方程的协变性460

一、相对论的时空变换及其推论460

二、电磁场的相对论变换468

三、相对论物质方程476

3.运动介质中的电磁波478

一、静止介质中的电磁波479

二、运动介质中的电磁波483

三、运动介质的色散性质498

4.运动介质界面上电磁波的反射与折射499

一、边界条件500

二、反射定律和折射定律504

三、Fresnel公式512

参考文献516

第十章 电磁学若干基本问题的近代研究518

1.经典电磁理论的困难518

一、电子质量发散的困难和电子运动“自行加速”的困难518

二、黑体辐射与氢原子光谱523

三、光电效应与Compton效应528

2.电子运动的量子力学理论531

一、电子运动的Schr？dinger方程，Zeeman效应与电子自旋，固体能带结构，量子Hall效应531

二、电子运动的Dirac方程，正电子548

3.量子电动力学以及相互作用的统一554

一、量子电动力学554

二、电磁场的规范不变性，光子静止质量，A-B效应560

三、相互作用的统一，规范场理论，电弱统一，磁单极571

参考文献581

第十一章 电磁学教学中的一些疑难问题582

1.迎接挑战——关于电磁场的教学582

一、研究对象的重大变化，必将引起一系列随之而来的深刻变化582

二、场是在一定空间范围内连续分布的客体，认识它要从场的空间分布入手，从整体上去把握它583

三、矢量场整体分布特征的特殊描述方式——源与旋，通量与环量（环流），Gauss定理与环路（环量）定理584

四、从静止、恒定到运动、变化，从孤立研究到寻找联系，从局部规律到统一理论589

五、电磁场究竟是客观存在的特殊形式的物质，还仅仅是一种描绘手段？590

六、电磁场与实物的相互作用，实物的电磁性质590

参考文献591

2.静电场电势零点的选择591

一、静电场电势零点选择的任意性592

二、为什么选择无穷远点为电势零点（U∞＝0）？593

三、为什么选择U地＝0，它和U∞＝0是否相容？595

四、零点不同的电势如何叠加？597

参考文献601

3.静电平衡条件下导体的面电荷分布601

一、势函数φ可以严格求解的特殊例子602

二、个别导体面电荷密度与表面曲率的关系606

三、导体面电荷密度与表面曲率之间并不存在单一对应关系608

附录 曲线坐标系613

参考文献616

4.稳态电磁场的动量和角动量617

一、两个佯谬617

二、稳态电磁场的动量和角动量620

三、Feynman圆盘实验的解释624

附录 圆电流环的势矢分布628

参考文献629

5.载流直螺线管的磁场630

一、密绕无穷长螺线管的磁场630

二、非密绕螺线管的磁场634

参考文献644

6.感应电动势的两种表示法644

一、两种表示法的一致性646

二、通量法则的例外情形648

三、确立“回路构成法”以消除矛盾650

四、进一步的思考651

参考文献653

7.关于在教学中建立宏观Maxwell方程组和描述介质中电磁场的若干讨论653

一、各种电场、磁场性质的比较，宏观Maxwell方程组的建立654

二、电荷的划分，电流的划分，感应、极化、磁化661

三、场源分解方式的多种可能，非静场情形P、M、D、H的定义与物理意义，宏观Maxwell方程的再建立662

四、高频情形线性介质方程的各种形式666

参考文献674

人名索引675