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目录 1

第一章 电磁学的基本规律 4

§1.1 库仑定律和静电场 4

（一）库仑定律 4

（二）静电场的散度 4

（三）静电场的旋度 4

（四）点电荷系的电荷密度——δ函数 4

§1.2 恒定电流的磁场 14

（一）毕奥－萨伐尔定律 14

（二）稳恒磁场的旋度和散度 14

§1.3 麦克斯韦方程组 19

（一）电荷－电流连续性方程 19

（二）法拉第电磁感应定律 19

（三）真空中的麦克斯韦方程组 19

（二）介质中的麦克斯韦方程组 22

（三）本构方程 22

（四）电磁场的边值条件 22

§1.4 介质中的电磁场 22

（一）束缚电荷密度和诱导电流密度 22

§1.5 电磁场的能量和动量 31

（一）电磁场的能量 31

（二）电荷－电流系的自能和互作用能 31

（三）电磁场的动量和应力张量 31

§1.6 麦克斯韦方程组解的唯一性定理 41

习题 43

（三）微观理论 46

（五）超导体的强电应用 46

（四）Ⅰ类和Ⅱ类超导体 46

（一）基本特性 46

（二）唯象理论 46

阅读与参考1：超导电性Ⅰ——现象、理论和应用 46

第二章 稳恒电磁场 57

§2.1 求解静电问题的方法 57

§2.2 分离变量法 61

§2.3 稳恒磁场的矢量势 66

§2.4 磁标量势方法 69

（五）外部问题 72

（六）误差 72

（四）内部问题 72

（七）方形传输线内电势的计算 72

§2.5 有限元计算方法 72

（三）带权余式方法，伽罗金近似 72

（二）基函数 72

（一）有限基元 72

§2.6 电多极和磁多极展开 83

（一）电多极展开 83

（二）磁多极展开 83

§2.7 外场中小区域电荷－电流系的能量和受到的力 87

（一）小区域电荷系在外场中的能量 87

（二）小区域电流系在外场中的能量 87

（三）外场对小区域电荷系、电流系作用的力习题 91

阅读与参考2：超导电性Ⅱ——约瑟夫森效应及其应用 94

（一）磁通量子 94

（二）约瑟夫森效应 94

（三）微弱磁场的测量——超导电量子干涉器 94

（三）能量密度和能流密度 101

（二）单色平面电磁波 101

（一）电磁场的波动方程 101

§3.1 电磁波 101

第三章 电磁波的传播 101

§3.2 电磁波在介质分界面处的反射和折射 107

（一）反射定理和折射定理 107

（二）反射波和折射波的振幅 107

（三）全反射 107

§3.3 导电介质中传播的电磁波 111

（一）复数波矢量 111

（二）趋肤厚度和趋肤效应 111

（三）相位和振幅 111

（四）导体表面对电磁波的反射 111

§3.4 电磁波在波导管中的传播 117

（一）矩形波导管的边值问题 117

（二）横电型（TE）和横磁型（TM）电磁波 117

（三）截止频率 117

（一）传光原理 122

（二）电磁场模式 122

§3.5 电磁波在光纤中的传播和通信 122

（三）光纤通信习题 131

阅读与参考3：液晶 134

（一）液晶的类别 134

（二）光学特性 134

（三）光学效应的调制 134

（四）液晶显示元件的基本结构 134

（二）规范变换和规范不变性 144

（四）推迟势 144

（三）洛伦兹规范和库仑规范 144

§4.1 不稳定电磁场的矢量势和标量势 144

（一）矢量势和标量势 144

第四章 辐射场 144

§4.2 电偶极辐射 152

（一）多极展开 152

（二）电偶极辐射 152

（三）辐射能流和辐射功率 152

（一）线状天线 158

§4.3 天线辐射 158

（二）半波天线习题 163

阅读与参考4：激光 165

（一）激光原理 165

（二）激光器 165

（三）高斯光束 165

（一）李纳－维谢尔势 174

（二）电磁场 174

§5.1 运动带电粒子的势和场 174

第五章 运动带电粒子的电磁场 174

§5.2 带电粒子加速运动时的辐射 180

（一）辐射功率 180

（二）韧致辐射 180

（三）同步辐射 180

§5.3 电磁质量和辐射阻尼 186

（一）电磁质量 186

（二）辐射阻尼力 186

（三）光谱线的自然宽度 186

（一）散射 192

（二）吸收 192

§5.4 电磁波的散射、吸收和色散 192

（三）介质的色散习题 196

阅读与参考5：非线性光学 198

（一）基本方程 198

（二）二阶非线性效应 198

（三）三阶非线性效应 198

第六章 狭义相对论 211

§6.1 迈克耳孙－莫雷实验 212

（三）速度变换公式 213

（四）信号速度的极限 213

§6.2 狭义相对论的基本假设洛伦兹变换 213

（二）洛伦兹变换 213

（一）基本假设和时空特性 213

§6.3 相对论和四维空间 222

（一）四维时空 222

（二）四维标量、矢量和张量 222

（五）四维力密度矢量 226

（四）麦克斯韦方程组的协变式 226

（三）电磁场张量 226

（一）四维电流密度矢量 226

§6.4 电动力学方程的协变表示 226

（二）四维势矢量 226

§6.5 相对论性力学 234

（一）运动学量的四维表述 234

（二）动力学方程的四维表述 234

§6.6 电磁场中荷电粒子的拉格朗日函数和哈密顿函数 240

习题 242

（二）国际单位制 245

（SI）和高斯单位制的对照和转换 245

（一）电磁学中常见的物理常量 245

附录A 物理常量和单位转换 245

附录B 数学关系式 248

（一）矢量和ν算符 248

（二）并矢和张量 248

（三）δ函数 248

（四）贝塞尔函数和球谐函数 248

附录C 求解方形传输线内电势的计算程序 260

主要参考书目 269

中英文索引 270