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马海武 著

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• 电磁场理论
• 电磁学
• 物理学
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• 理工科
• 大学教材
• 电磁波
• 麦克斯韦方程
• 场论
• 电动力学

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302435457

版次：1

商品编码：11935059

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：294

字数：466000

编辑推荐

本书全面讲述了电磁场与电磁波的基本规律、基本概念和分析方法，是电子信息类专业的重要基础课教材，也可作为广大工程技术人员学习电磁场基础理论及应用的重要参考书。

内容简介

本书全面讲述了电磁场与电磁波的基本规律、基本概念和分析方法。主要内容包括场论、静电场、恒定电场、恒定磁场、静态场的解、时变电磁场、平面电磁波、导行电磁波、电磁波的辐射等。 本书可作为高等院校通信与电子信息类及相关专业本科或研究生的教材，用作高职高专教材时可适当节选，也可作为广大工程技术人员学习电磁场基础理论及应用的参考书。

内页插图

目录

第1章矢量分析与场论
1.1矢量代数
1.1.1矢量的加、减法
1.1.2数量与矢量的乘积
1.1.3矢量的投影
1.1.4两矢量的标量积
1.1.5两矢量的矢量积
1.2矢量分析
1.2.1矢性函数
1.2.2矢性函数的导数与微分
1.2.3矢性函数的积分
1.3场
1.3.1场的概念
1.3.2数量场的等值面
1.3.3矢量场的矢量线
1.4数量场的方向导数和梯度
1.4.1方向导数
1.4.2梯度
1.5矢量场的通量和散度
1.5.1通量
1.5.2散度
1.6矢量场的环量及旋度
1.6.1环量
1.6.2旋度
1.7几种重要的矢量场
1.7.1有势场
1.7.2管形场
1.7.3调和场
1.8哈密顿算子
1.9正交曲线坐标系
1.9.1正交曲线坐标的概念
1.9.2柱面坐标系和球面坐标系
1.10亥姆霍兹定理
习题
第2章静电场
2.1库仑定律与电场强度
2.1.1库仑定律
2.1.2电场强度
2.2高斯定理
2.2.1电通量
2.2.2电场强度的通量和散度
2.3静电场的基本方程
2.3.1电场强度的旋度
2.3.2电位
2.3.3电位方程
2.4电偶极子
2.5静电场中的物质
2.5.1静电场中的导体
2.5.2介质的极化
2.5.3极化介质产生的电位
2.5.4介质中的场方程
2.5.5D与E的关系及介电常数
2.6边界条件
2.6.1E和D的边界条件
2.6.2电位的边界条件
2.7静电场中的储能
2.7.1电场能量
2.7.2能量密度
2.8电场力
2.9导体系统的电容
2.9.1电容
2.9.2电位系数
2.9.3电容系数和部分电容
习题
第3章恒定电场
3.1电流密度
3.1.1电流的性质
3.1.2电流密度
3.2导体的电阻
3.3电流连续性方程
3.4焦耳定律
3.5恒定电场的边界条件
3.6恒定电场与静电场的比拟
3.7电动势
习题
第4章恒定磁场
4.1磁感应强度
4.1.1安培定律
4.1.2毕奥�踩�伐尔定律
4.2恒定磁场的基本方程
4.3矢量磁位
4.4磁偶极子
4.5磁介质中的场方程
4.5.1磁场强度
4.5.2磁介质中的基本方程
4.6恒定磁场的边界条件
4.7标量磁位
4.8互感和自感
4.9磁场能量
4.10磁场力
习题
第5章静态场的解
5.1边值问题的分类
5.2唯一性定理
5.2.1格林公式
5.2.2唯一性定理
5.3镜像法
5.3.1导体平面上方点电荷的电场
5.3.2导体球附近点电荷的电场
5.3.3导体平面与平行线电荷的电场
5.3.4介质平面上方点电荷的电场
5.4分离变量法
5.4.1直角坐标系中的分离变量法
5.4.2圆柱坐标系中的分离变量法
5.4.3球坐标系中的分离变量法
5.5复变函数法
5.5.1复电位函数
5.5.2用复电位解二维边值问题
5.5.3保角变换
5.6有限差分法
习题
第6章时变电磁场
6.1法拉第电磁感应定律
6.2位移电流
6.3麦克斯韦方程组
6.4电磁场的边界条件
6.5坡印廷定理
6.6正弦电磁场
6.6.1正弦电磁场的复数表示
6.6.2麦克斯韦方程组的复数形式
6.6.3复数形式的本构关系和边界条件
6.6.4复坡印廷矢量
6.6.5复介电常数与复磁导率
6.7波动方程
6.8标量位和矢量位
习题
第7章平面电磁波
7.1理想介质中的平面波
7.1.1均匀平面波的分析
7.1.2均匀平面波的传播特性
7.2导电媒质中的平面波
7.2.1导电媒质中平面波的传播特性
7.2.2趋肤深度和表面电阻
7.3等离子体中的平面波
7.4电磁波的色散和群速
7.5电磁波的极化
7.5.1线极化
7.5.2圆极化
7.5.3椭圆极化
7.6沿任意方向传播的平面波
7.7平面波向平面边界的垂直入射
7.7.1平面波向理想导体的垂直入射
7.7.2平面波向理想介质的垂直入射
7.8平面波向多层平面边界的垂直入射
7.9平面波向平面边界的斜入射
7.9.1平面波向理想导体平面的斜入射
7.9.2平面波对理想介质的斜入射
7.9.3全反射和全透射
习题
第8章导行电磁波
8.1规则波导中导行电磁波的分析
8.1.1导行波横、纵向分量的关系
8.1.2导行波波型的分类
8.1.3导行波的传输特性
8.2矩形波导
8.2.1矩形波导中的TE波
8.2.2矩形波导中的TM波
8.2.3矩形波导的传输特性
8.2.4矩形波导中的TE10模
8.3圆柱形波导
8.3.1圆形波导中的TE波
8.3.2圆形波导中的TM波
8.3.3圆形波导的传输特性
8.3.4圆形波导中的几个主要波型
8.4波导中的能量传输与损耗
8.5同轴线
8.5.1同轴线的特性阻抗
8.5.2同轴线的传输参数、功率
8.6谐振腔
8.6.1谐振腔的基本参数
8.6.2矩形空腔谐振器
8.6.3圆柱形空腔谐振器
习题
第9章电磁波的辐射
9.1滞后位
9.2电基本振子的辐射场
9.2.1电基本振子电磁场的分析
9.2.2辐射功率和辐射电阻
9.3磁基本振子的辐射场与对偶原理
9.3.1磁基本振子的辐射场
9.3.2对偶原理
9.4天线的电参数
9.5对称振子天线与天线阵
9.5.1对称振子天线
9.5.2天线阵的概念
9.6面天线的辐射场
9.6.1基尔霍夫公式
9.6.2口径面的辐射场
9.7互易定理
习题
附录A常用矢量公式
附录B常用数学公式
附录C量和单位
附录D通信波段与传输媒质
参考文献

前言/序言

《宇宙的韵律：波动、力与时空交织的奥秘》 这本书将带领读者踏上一段探索宇宙最基本构成要素的旅程。我们将从最直观的现象入手，比如石头落地的力，以及阳光穿透窗户的光芒，然后深入挖掘这些现象背后深刻的物理原理。 第一部分：无形的力量——场的概念 我们将从“场”这个概念开始，这是理解许多物理现象的关键。想象一下，地球周围存在着一个我们看不见的“引力场”，它正是让物体向下坠落的原因。同样，磁铁周围也存在着“磁场”，它能吸引或排斥其他磁性物质。我们将详细介绍这些场的性质，包括它们如何随距离衰减，如何叠加，以及它们如何影响周围的物体。我们会探讨静电荷产生的电场，以及移动电荷（也就是电流）产生的磁场，并深入理解这些场是如何相互作用的，这为我们理解电磁现象打下基础。 第二部分：变化的涟漪——波动的传播 一旦我们理解了场，我们就会进入“波动”的世界。光，我们所见的色彩，以及热量传递的红外线，本质上都是电磁波。声音，我们听到的音乐和交谈，则是机械波。我们将探讨波动的基本属性：频率（它决定了波的“音调”或颜色）、波长（两个波峰之间的距离），以及振幅（波的“强度”）。我们会深入研究波的叠加原理，理解为何两个波相遇时会相互增强或抵消，这就是干涉的原理。同时，我们也会探讨波的衍射现象，即波在遇到障碍物时会发生弯曲，这解释了为何我们能听到墙壁另一边的声音。书中会详细阐述电磁波的产生、传播和接收机制，以及各种电磁波谱（从无线电波到伽马射线）在现代科技中的广泛应用，例如无线通信、医疗成像和天文学观测。 第三部分：无处不在的作用——力的本质 力是宇宙中最基本的存在之一。我们熟悉的重力，将我们固定在地面上，让行星围绕恒星旋转。而电磁力，则是构成原子和分子的基础，它决定了物质的化学性质和我们所能感受到的一切。本书将深入剖析这些力的来源和表现形式。我们将从牛顿的运动定律出发，理解惯性、加速度和力的关系。然后，我们将详细讲解库仑定律，揭示电荷之间的吸引和排斥力是如何产生的，以及它们如何随距离平方反比而变化。我们还会探讨磁场对运动电荷产生的洛伦兹力，这是理解电动机和发电机工作原理的关键。书中还将介绍力的守恒定律，以及能量如何在不同形式的力之间转化，例如势能转化为动能。 第四部分：流动的时空——动态的宇宙 最后，我们将把目光投向时空本身的动态性。虽然我们生活在宏观世界，直觉上认为时间和空间是绝对且独立的，但微观世界的规律以及高速运动的物体，却揭示了时空的相对性和相互关联性。我们将从经典力学的框架出发，理解物体在三维空间中的运动，以及时间如何作为独立的维度存在。然后，我们将引入相对论的基本思想，虽然不深入复杂的数学推导，但会阐述狭义相对论如何揭示了时间膨胀和长度收缩的现象，以及质量和能量之间的等价关系（E=mc²）。我们将讨论广义相对论如何将引力描述为时空的弯曲，从而解释光线的偏折和黑洞的存在。这种动态的时空观，为我们理解宇宙的演化和宏观结构提供了全新的视角。 《宇宙的韵律》 旨在为读者构建一个清晰、连贯且富有启发性的宇宙观。通过对场、波动、力和时空等核心概念的深入浅出地讲解，本书将帮助读者理解我们身处的世界是如何运作的，从微小的原子相互作用，到浩瀚的星系演化，都蕴含着统一的物理法则。它不仅仅是一本科普读物，更是一扇通往理解宇宙深层奥秘的窗户，鼓励读者用科学的眼光去观察和思考周围的一切。

评分☆☆☆☆☆

《电磁场理论》这本书，对我来说，是一次深入骨髓的学习体验。作者的讲解，与其说是“教”，不如说是“引”，他引导我们一步步地走进电磁场这个奇妙的世界，去探索那些无形的相互作用。我印象特别深刻的是书中关于磁场和变化的电场之间的关系，作者通过对法拉第定律和安培-麦克斯韦定律的深入剖析，揭示了电磁场之间相互转化的奥秘。这让我对“场”的概念有了更深刻的认识，它不再是独立的实体，而是相互关联、动态变化的整体。书中的一些章节，特别是关于涡旋电场和位移电流的解释，我反复研读了几次。作者巧妙地将这些概念融入到统一的方程组中，使得整个理论体系显得浑然天成。在阅读过程中，我尝试着将书中的理论与日常生活中遇到的电磁现象联系起来，比如手机信号的传播，微波炉的工作原理等等，这让我对这些现象有了全新的理解。这本书的语言虽然学术，但却充满了力量，每一个公式的背后，都凝聚着人类智慧的结晶。它不是一本轻松读物，需要投入大量的时间和精力，但每一次阅读，都会有新的收获，新的感悟。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书《电磁场理论》的阅读体验，绝对不是轻松愉快的。它就像一块未经雕琢的璞玉，需要耐心去打磨，才能显露出其内在的光华。作者的写作风格极其严谨，他对每一个概念的定义都力求精确，每一个公式的推导都力求严密。我记得在学习关于散度和旋度的概念时，作者并没有直接给出公式，而是先从几何意义上进行解释，然后再将其与电场和磁场的性质联系起来，这种循序渐进的讲解方式，大大降低了理解的难度。书中关于电磁边界条件的讨论，尤其让我受益匪浅。作者详细分析了不同介质界面上电场和磁场的分量如何变化，这对于理解实际应用中的许多问题，比如雷达散射、天线设计等，至关重要。我曾尝试着将书中的一些理论应用到解决一些小问题上，虽然过程有些曲折，但最终的成果让我感到非常满足。这本书的优点在于其内容的深度和广度，它能够带领我们从宏观的电磁现象，深入到微观的场论描述，建立起一个完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

《电磁场理论》这本书，给我最深的感受就是它的“无处不在”。作者通过对麦克斯韦方程组的层层解析，让我意识到，电磁场并非遥不可及的抽象概念，而是渗透在我们生活的方方面面。我尤其对书中关于坡印廷矢量和电磁能量流的讲解印象深刻。作者将抽象的数学公式，转化为直观的能量流动图像，让我能够理解能量是如何在空间中传递的。在阅读过程中，我发现作者经常会引用一些经典的物理实验来佐证理论，这使得抽象的理论变得更加生动和可信。我记得在学习关于电磁波在不同介质中传播的章节时，作者详细分析了反射和折射的规律，这对于理解光学现象，比如彩虹的形成，有着重要的启示作用。这本书的阅读门槛并不低，需要一定的数学和物理基础，但一旦你坚持下去，你会发现自己对世界的认知有了质的飞跃。它不仅仅是一本教科书，更是一把开启理解物理世界大门的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《电磁场理论》这本书，在某些时刻，确实让我感到一丝“畏惧”。作者的讲解风格，与其说是“通俗易懂”，不如说是“直击本质”。他毫不避讳地使用了大量的数学工具，将电磁场的复杂性展现得淋漓尽致。我尤其对书中关于矢量演算的运用印象深刻。作者通过对散度、旋度等概念的深入讲解，让我们能够更深刻地理解电荷分布和电流分布对电场和磁场的影响。在阅读关于电磁波辐射的章节时，我花了很长时间去理解天线辐射的原理。作者通过对偶极子辐射的详细分析，让我们能够直观地看到电磁波是如何从振荡的电荷中产生的。这本书的魅力在于它的深度和严谨性，它能够带领我们探索电磁场最本质的奥秘。虽然阅读过程充满了挑战，但每一次的理解，都让我感到一种征服的喜悦。这本书，绝对是献给那些真正热爱探索物理世界的读者的。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《电磁场理论》这本书，给我的感觉就像是在学习一门新的语言，一门描述宇宙基本相互作用的语言。作者的讲解方式，一开始可能会让人觉得有些生涩，因为他直接切入了数学的本质，用各种符号和公式构建起一个严谨的理论体系。然而，一旦你跨过了最初的门槛，你会发现，这门语言是如此的强大和优美。书中的每一个公式，都蕴含着深刻的物理意义，它们并非空中楼阁，而是根植于对自然现象的观察和实验。我尤其对书中关于介质中的电磁场部分印象深刻。作者详细讲解了极化、磁化等概念，以及它们如何影响电磁场的分布。这让我意识到，我们生活在充满各种介质的世界里，理解这些介质对电磁场的影响，对于理解很多实际应用，比如通信、光学等，是至关重要的。书中对电磁波的分析，从平面波到球波，再到更复杂的波形，都给出了详尽的数学描述和物理解释。我特别喜欢作者在讲解电磁波的传播速度和阻抗时，能够清晰地将理论计算与实际情况联系起来。这本书的阅读过程，是一次对思维的系统训练，它要求读者具备一定的数学功底，同时也能够激发读者对物理世界的探索欲。

评分☆☆☆☆☆

拿到《电磁场理论》这本书，我感觉就像进入了一个精密的数学迷宫。作者的讲解风格，与其说是“引导”，不如说是“铺路”。他用严谨的数学语言，为我们搭建起一座通往电磁场世界的桥梁。我印象特别深刻的是书中关于静电场和稳恒磁场各自独立研究的章节。作者在讲解过程中，总是会突出它们的相似性和区别，并且为后续的统一打下基础。我记得在学习关于亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的部分时，作者给出了详细的公式推导，并且解释了其物理意义，这让我对如何产生特定场强有了更直观的认识。这本书的阅读过程，是一次对思维的严格训练。它要求读者不仅要理解公式，更要理解公式背后的物理意义。我尝试着将书中的一些概念应用到实际场景中，比如设计一个简单的电磁屏蔽装置，这个过程让我深刻体会到理论与实践结合的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

终于翻完了这本《电磁场理论》，说实话，这本书给我的感觉相当复杂，有点像爬一座高山，过程艰辛，但登顶后的风景确实让人心潮澎湃，也留下了一堆难以言说的回味。开篇的部分，作者就用一种非常严谨甚至可以说是“不近人情”的态度，将麦克斯韦方程组的由来和基本形式娓娓道来。我一开始觉得挺枯燥的，那些偏微分方程，那些矢量符号，看得我眼花缭乱。但是，当读到后面，结合一些实际的例子，比如电磁波的传播，天线的辐射，我才渐渐体会到，这些看似抽象的数学工具，实际上是描述我们身边最基本物理现象的语言。书中的一些章节，特别是关于电势和磁势的部分，我反复看了好几遍。作者并没有简单地给出公式，而是深入剖析了它们在不同边界条件下的解法，还穿插了一些经典例题的详细推导。我特别欣赏作者在讲解高斯定律和安培环路定律的时候，总是会给出多种思考角度，让读者能够从不同的层面去理解这些基本定律的物理意义。有时候，我会在深夜里，点着台灯，对着书上的公式发呆，脑海里勾勒出电荷在空间中的分布，磁力线如何缠绕，感觉自己似乎真的在与这些无形的场进行一场深刻的对话。这本书的篇幅不小，每一章都内容翔实，需要花费大量的精力和时间去消化。不过，正是这种“厚重感”，才让我觉得物有所值，它不是一本可以快速翻阅的书，而是一本需要沉下心来，慢慢品味的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

读《电磁场理论》这本书，就像是在进行一场精密的思维体操。作者的逻辑清晰得近乎冷酷，每一个概念的引入都带着一种不容置疑的严谨。我尤其喜欢他对边界条件处理的细致入微，从简单的平行板电容器到复杂的曲面边界，他总是能够提供一套完整的数学框架，让我们能够一步步地求解出电场和磁场的分布。这本书没有太多华丽的辞藻，也没有刻意制造悬念，但其内在的逻辑力量却足以吸引人。我常常被书中对各种场方程的推导过程所震撼，特别是那些涉及到矢量微积分和复变函数的章节，虽然难度不小，但当理解透彻后，会有一种豁然开朗的感觉。书中关于能量和动量的概念，也是我花了大量时间去钻研的部分。作者并没有止步于宏观层面的描述，而是深入到微观的相互作用，解释了电磁能量是如何在空间中传递和转化的。我记得有一个关于坡印廷矢量的推导，我大概看了三四遍才真正理解其物理含义。这种深入骨髓的讲解方式，让我对电磁场的认识不再停留在表面，而是触及到了其更深层的本质。这本书的排版也比较舒适，图文并茂，虽然插图不多，但都非常关键，能够帮助我们直观地理解抽象的概念。总的来说，这本书是一份扎实的学术大餐，适合那些愿意投入时间和精力去深入理解电磁场奥秘的读者。

评分☆☆☆☆☆

《电磁场理论》这本书，带给我的感受，与其说是“学习”，不如说是“沉浸”。作者的讲解风格，如同一位耐心的向导，带领我一步步探索电磁场这个广阔而深邃的世界。我尤其对书中关于动生电动势和感应电动势的区分讲解印象深刻。作者通过对不同场景的分析，让我能够清晰地理解这两者的区别和联系，以及它们在法拉第定律中的体现。在阅读关于介质中电磁波传播的章节时，我花了大量时间去理解阻抗匹配的概念。作者通过严谨的数学推导，揭示了阻抗匹配对于能量传输效率的重要性，这对于理解雷达、通信等领域的许多问题至关重要。这本书的阅读过程，是一次对知识的系统梳理和升华。它不仅传授了知识，更重要的是，它教会了我如何用一种更加深刻和全面的视角去理解我们身边的世界。

评分☆☆☆☆☆

拿到《电磁场理论》这本书，我首先被它厚重的体积和严谨的封面设计所吸引。翻开书页，映入眼帘的便是那一排排整齐的公式和清晰的图示，瞬间就感受到了一种学术的庄重感。作者的讲解风格非常务实，他很少使用模棱两可的语言，而是力求用最精确的数学工具来描述物理现象。我记得在学习关于静电场的部分时，作者对电荷守恒定律的引入和讲解，让我对电荷的不可生成性有了更深刻的理解。接着，他对电势能的讨论，将抽象的能量概念与具体的电场分布联系起来，使得物理图像更加丰满。书中的一些章节，比如关于多极展开的分析，虽然需要一些高等数学知识，但作者的引导非常到位，一步步地拆解复杂的推导过程，让我能够理解其中的逻辑链条。在阅读过程中，我尝试着自己动手去推导书中的一些重要公式，这种主动学习的方式，不仅加深了我对内容的理解，也让我感受到了学习的乐趣。我个人认为，这本书的价值不仅仅在于提供了知识，更在于它教会了我们如何去思考，如何用一种严谨的科学态度去面对问题。尽管阅读过程充满挑战，但每一次攻克一个难点，都会带来巨大的成就感。

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正版，纸张及排版都很好！

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电磁场理论，清华大学出版社，内容好

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