本书是一本立足本科生水平的电动力学教材,主要阐述电磁场理论,分析各个实验定律,从中总结出电磁场的普遍规律,建立麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式,讨论恒定电磁场问题,说明一些恒定场的基本性质和求解电场和磁场问题的一些基本方法,讨论电磁波的传播与辐射,介绍一般情况下势的概念和辐射电磁场的计算方法,*后将电动力学的参考系引入相对论时空观,导出电磁场量在不同参考系间的变换,并且说明相对论力学的基本概念。本书注重把现代物理前沿引入教学,把电动力学问题扩展到多个前沿的研究领域,如固体物理、天体物理、核物理学、计算物理等。 本书涵盖我国物理专业电动力学课程的基本内容,可作为高等学校物理专业低年级学生学习电动力学课程的教材或参考书,也可作为电子、材料、通信等专业高年级学生的教学参考书。 This is a blingual edition of the following title published by Cambridge University Press: Introduction to Electrodynamics,Fourth edition,ISBN 9781108420419 This

目 录 注释者序 前言 关于本书 导 读 第1章 矢量分析1 1.1 矢量代数 1 1.1.1 矢量操作 1 1.1.2 矢量代数:分量形式 4 1.1.3 三重积 7 1.1.4 位置、位移与分离矢量 8 1.1.5 矢量如何变换 10 1.2 微分运算 13 1.2.1 普通导数 13 1.2.2 梯度 13 1.2.3 Δ算符 16 1.2.4 散度 17 1.2.5 旋度 18 1.2.6 乘积规则 20 1.2.7 二阶导数 22 1.3 积分运算 24 1.3.1 线、面和体积分 24 1.3.2 微积分的基本定理 29 1.3.3 有关梯度的基本定理 29 1.3.4 有关散度的基本定理 31 1.3.5 有关旋度的基本定理 34 1.3.6 分部积分 36 1.4 曲线坐标系 38 1.4.1 球坐标系 38 1.4.2 柱坐标系 43 1.5 狄拉克δ函数 45 1.5.1 /r2的散度 45 1.5.2 一维狄拉克δ函数 46 1.5.3 三维δ函数 50 1.6 矢量场理论 52 1.6.1 亥姆霍兹定理 52 1.6.2 势函数 53 第1章补充习题 55 导 读 第2章 静电学59 2.1 电场 59 2.1.1 引言 59 2.1.2 库仑定律 60 2.1.3 电场 61 2.1.4 连续电荷分布 63 2.2 静电场的散度和旋度 66 2.2.1 电场线、电通量、高斯定律 66 2.2.2 E的散度 71 2.2.3 高斯定律的应用 71 2.2.4 E的旋度 77 2.3 电势 78 2.3.1 势的概念 78 2.3.2 有关势的评注 80 2.3.3 泊松方程与拉普拉斯方程 83 2.3.4 局域电荷分布的势 84 2.3.5 边界条件 88 2.4 静电场的能量与做功 91 2.4.1 移动电荷所需做的功 91 2.4.2 点电荷分布的能量 92 2.4.3 连续电荷分布的能量 94 2.4.4 有关静电场能量的评注 96 2.5 导体 97 2.5.1 基本性质 97 2.5.2 诱导电荷 99 2.5.3 表面电荷和导体受到的力 103 2.5.4 电容 105 第2章补充习题 108 导 读 第3章 势113 3.1 拉普拉斯方程 113 3.1.1 引言 113 3.1.2 一维拉普拉斯方程 114 3.1.3 二维拉普拉斯方程 115 3.1.4 三维拉普拉斯方程 117 3.1.5 边界条件和性定理 119 3.1.6 导体和第二性定理 121 3.2 镜像法 124 3.2.1 典型镜像问题 124 3.2.2 诱导表面电荷 125 3.2.3 力和能量 126 3.2.4 其他镜像问题 127 3.3 分离变量法 130 3.3.1 直角坐标 131 3.3.2 球坐标 141 3.4 多极矩展开 151 3.4.1 远距离处的近似势 151 3.4.2 单极与偶极项 154 3.4.3 多极展开中的坐标原点 157 3.4.4 偶极子的电场 158 第3章补充习题 160 导 读 第4章 物质中的电场167 4.1 极化 167 4.1.1 电介质 167 4.1.2 诱导偶极子 167 4.1.3 极性分子的排列 170 4.1.4 极化强度 172 4.2 极化物体的场 173 4.2.1 束缚电荷 173 4.2.2 束缚电荷的物理解释 176 4.2.3 电介质内部的场 179 4.3 电位移矢量 181 4.3.1 有电介质时的高斯定律 181 4.3.2 易误解的类似性 184 4.3.3 边界条件 185 4.4 线性电介质 185 4.4.1 极化率、介电常数、相对介电常数 185 4.4.2 线性电介质的边界值问题 192 4.4.3 介电系统的能量 197 4.4.4 作用在电介质上的力 202 第4章补充习题 205 导 读 第5章 静磁学 211 5.1 洛伦兹力定律 211 5.1.1 磁场 211 5.1.2 磁力 213 5.1.3 电流 217 5.2 毕奥-萨伐尔定律 224 5.2.1 稳恒电流 224 5.2.2 稳恒电流的磁场 225 5.3 B的散度与旋度 230 5.3.1 直线电流 230 5.3.2 B的散度与旋度 232 5.3.3 安培定律 234 5.3.4 静磁学与静电学的比较 242 5.4 磁矢势 244 5.4.1 矢势 244 5.4.2 边界条件 250 5.4.3 矢势的多极展开 253 第5章补充习题 257 导 读 第6章 物质中的磁场 267 6.1 磁化 267 6.1.1 反磁体、顺磁体、铁磁体 267 6.1.2 作用在磁偶极矩上的力和力矩 267 6.1.3 磁场对原子轨道的效应 272 6.1.4 磁化强度 274 6.2 磁化物体的场 275 6.2.1 束缚电流 275 6.2.2 束缚电流的物理解释 278 6.2.3 介质内的磁场 280 6.3 辅助场H 280 6.3.1 磁介质中的安培定律 280 6.3.2 易误解的类似性 284 6.3.3 边界条件 285 6.4 线性与非线性介质 285 6.4.1 磁化率与磁导率 285 6.4.2 铁磁性 289 第6章补充习题 293 导 读 第7章 电动力学297 7.1 电动势 297 7.1.1 欧姆定律 297 7.1.2 电动势 304 7.1.3 动生电动势 306 7.2 电磁感应 313 7.2.1 法拉第定律 313 7.2.2 感生电场 318 7.2.3 电感 322 7.2.4 磁场的能量 329 7.3 麦克斯韦方程组 333 7.3.1 麦克斯韦之前的电动力学 333 7.3.2 麦克斯韦如何修改安培定律 335 7.3.3 麦克斯韦方程组 338 7.3.4 磁荷 339 7.3.5 介质中的麦克斯韦方程组 341 7.3.6 边界条件 343 第7章补充习题 345 导 读 第8章 守恒定律 357 8.1 电荷和能量 357 8.1.1 连续性方程 357 8.1.2 坡印亭定理 358