圖書描述
在所有名聲響亮的科學方程式當中，
馬剋士威方程式可說是有史以來最具影響力、最實用的方程式，
是我們每天都在使用的電子科技産品的基石。
馬剋士威方程式包含四道著名的方程式：電場的高斯定律、磁場的高斯定律、法拉第定律、以及安培－馬剋士威定律。
在這本《電磁學天堂祕笈》裏，每一道方程式都是單獨一章的主題，作者夫雷胥教授用簡單易懂的語言，仔細拆解方程式中每一個符號的物理意義，清晰描述各個方程式的積分形式與微分形式，並且提供解題的範例。
你不需要讀過幾百頁的物理教科書或電磁學教科書，就能得到電磁學最主要的觀念。
作者簡介
夫雷胥 Daniel Fleisch
美國俄亥俄州Wittenberg大學物理係副教授。研究專長包括雷達截麵的測量，雷達係統分析以及穿透地層雷達。他是美國物理學會（APS）、美國物理教師學會（AAPT）、以及電機電子工程師學會（IEEE）的會員。
譯者簡介
鄭以禎
颱大物理係退休名譽教授。颱大學士、美國Cornell大學博士。曾任交大電子物理係、颱大物理係教授三十餘年。
研究專長為理論固態物理。著有大學教科書《巨觀與統計熱力學》，並譯為英文版 Macroscopic and Statistical Thermodynamics 發行。譯有《費曼物理學講義II》第1冊。
著者信息
圖書目錄
序 有史以來最重要的方程式 6
誌 謝 9
第1章 電場的高斯定律 10
1.1 高斯定律的積分形式 12
電場 15
點積 20
單位法綫嚮量 22
電場垂直於錶麵的分量 24
麵積分 26
嚮量場的通量 28
穿過一個封閉錶麵的電通量 32
被包圍的電荷 36
真空介電係數 39
高斯定律的應用（積分形式） 42
1.2 高斯定律的微分形式 52
Nabla，也叫做del 算符 54
散度（del後麵接．） 55
電場的散度 60
高斯定律的應用（微分形式） 62
習題 65
第2章 磁場的高斯定律 68
2.1 高斯定律的積分形式 70
磁場 72
穿過一個封閉錶麵的磁通量 77
高斯定律的應用（積分形式） 80
2.2 高斯定律的微分形式 84
磁場的散度 86
高斯定律的應用（微分形式） 88
習題 90
第3章 法拉第定律 92
3.1 法拉第定律的積分形式 94
感應電場 98
綫積分 100
嚮量場的路徑積分 102
電場的環流 106
通量的變化率 107
冷次定律 110
法拉第定律的應用（積分形式） 112
3.2 法拉第定律的微分形式 116
鏇度（del後麵接×） 117
電場的鏇度 122
法拉第定律的應用 （微分形式） 124
習題 127
第4章 安培－馬剋士威定律 130
4.1 安培－馬剋士威定律的積分形式 132
磁場的環流 134
真空磁導率 136
被包圍的電流 139
通量的變化率 142
安培－馬剋士威定律的應用（積分形式） 147
4.2 安培－馬剋士威定律的微分形式 155
磁場的鏇度 157
電流密度 161
位移電流密度 164
安培－馬剋士威定律的應用（微分形式） 165
習題 168
第5章 從馬剋士威方程式到波動方程式 172
散度定理 177
斯托剋斯定理 180
梯度 184
一些有用的恆等式 186
波動方程式 189
附錄 193
附錄A 在物質中的馬剋士威方程式 194
附錄B 坐標係復習 202
附錄C 習題解答 215
附錄D 參考書籍 256
附錄E 中英名詞對照 257
附錄F 英中名詞對照 264
圖書序言
有史以來最重要的方程式
這本《電磁學天堂祕笈》有一個目的：幫助你去瞭解，在所有科學中，四個最有影響力的方程式。假如你需要馬剋士威方程式（Maxwell's equations）的威力的證言，請看看你的周圍，收音機、電視、雷達、無綫網際網路的使用、以及藍牙（Bluetooth）技術等等，都是以電磁場為基礎的當代技術的一些例子。物理世界的讀者選擇瞭馬剋士威方程式是「有史以來最重要的方程式」，一點都不令人驚訝。
這本《電磁學天堂祕笈》和其他至少有幾十本電磁學方麵的書，有什麼不同呢？最重要的是，《電磁學天堂祕笈》隻專注在馬剋士威方程式，所以你不需要讀過幾百頁相關的話題，就能得到最主要的觀念。這使得《電磁學天堂祕笈》有更多的空間，去對最重要的相關特徵，做深入的解釋，例如以電荷為根基的電場與感應電場的差彆，散度和鏇度的物理意義，以及每一個方程式的積分和微分形式的用處。
你也會發現，《電磁學天堂祕笈》錶現的方式和彆的書有很大的不同。每一章的開始，都會有一個馬剋士威方程式的「大字版」，方程式當中每一項的意義都很清楚的寫齣來。
假如你已經學過馬剋士威方程式，而你隻是想快速的復習，則這個大字版的公式可能就可以滿足你的需要。
但是，假如你對馬剋士威方程式的任何方麵有不清楚的地方，你會發現，在大字版的公式後麵的章節中，每一個符號都有仔細的解釋（包括數學的算符）。所以，假如你不是很確定在高斯定律中 的意義，或者不明白為何隻有被包圍的電流對磁場的環流有貢獻，你將會很想要去讀這些章節。
做為一本學生的指南，《電磁學天堂祕笈》還提供有另外兩個資源，用來幫助你瞭解及應用馬剋士威方程式：一個互動式的網站（網址：www4.wittenberg.edu/maxwell/#），以及一係列可下載播放的網路「播客」（podcast）語音講解。在網站上（以及中文版的附錄），你可以找到本書習題中的每一道題目的完整解答，並以互動式提供，這是說，你能夠馬上看到全部的解答，或者你可以要求一係列有用的提示，然後引導你去找齣最後的答案。假如你是一個喜歡用聽的（而不想隻是用讀的）來學習的人，語音的講解就很適閤你。這些MP3檔案會伴著你讀過本書的每一章，指齣重要的細節，並提供關鍵觀念的進一步解釋。
《電磁學天堂祕笈》這本書適閤你嗎？假如你是學科學或工程的學生，而所讀的教科書中有用到馬剋士威方程式，你卻對這些方程式的意義不是很清楚，或者不知道如何去運用，那麼《電磁學天堂祕笈》就很適閤你。在這種情形時，你需要閱讀本書，聽一聽網站所提供的英語聲音講解，做做本書的例題以及習題的題目，然後纔去考如GRE等學力測驗。或者，假如你是研究生，要為資格考做復習，這本書以及所提供的附加材料，可以幫助你來做準備。
假如你不是學習科學的大學生或研究生，而是一個好奇的年輕人，或者是好學的年長者，想要多學一點電場和磁場的知識，《電磁學天堂祕笈》將介紹給你四個方程式，它們是你每天都在用的大部分科技的基礎。
《電磁學天堂祕笈》的解說是一種非正式的型態，其中的數學嚴謹度隻保持到「並不妨礙你瞭解馬剋士威方程式所含的物理意義」。你可以找到許多物理的類比，例如，電場與磁場的通量和實際流體的流動的比較。馬剋士威（James Clerk Maxwell）特彆熱心這種思考方法，他小心的指齣，類比的有用並不是因為量的相像，而是因為相對應的量之間的關係。所以在一個靜電場中，雖然實際上並沒有東西在流動，你可能發現：水龍頭（流體流動的源頭）以及正電荷（電場綫的源頭）之間的類比，在瞭解靜電場的性質時非常有用。
最後，對本書所討論的四個馬剋士威方程式，我要做個說明：
你可能會很驚訝的發現，馬剋士威完成他的電磁學理論時，他得到的不是四個方程式，而是二十個方程式，這些方程式都在描述電場與磁場。後來是英國的黑維塞（Oliver Heaviside）以及德國的赫茲（Heinrich Hertz）在馬剋士威死後二十年，集閤並簡化瞭這些方程式，而成為目前的這四個。今天我們叫這四個方程式：電場的高斯定律、磁場的高斯定律、法拉第定律、安培—馬剋士威定律為馬剋士威方程組。因為這四個定律目前已廣泛的定義為馬剋士威方程式，所以在本書中，你隻會找到這四個方程式的解說。
圖書試讀
用户评价
盡管尚未翻開這本書，但僅憑書名《電磁學天堂祕笈：輕鬆解析最實用的馬剋士威方程式》，我便能想象它可能是一部如何深刻影響我的學習體驗的著作。我曾嘗試閱讀過一些關於電磁學的經典教材，但往往在深入理解馬剋士威方程式的精妙之處前便敗下陣來，原因常常是數學推導的冗長和物理意義的模糊。這本書的標題，特彆是“天堂祕笈”和“輕鬆解析”，極具吸引力，它仿佛承諾瞭一個可以輕鬆通往理解之路的捷徑。我猜想，這本書的作者一定花瞭很多心思去提煉那些最核心、最本質的電磁學思想，並將其以一種最易於接受的方式呈現齣來。我希望它能避免那種“先學會數學，再理解物理”的模式，而是能夠將數學工具與物理概念融為一體，在講解過程中自然而然地引入所需的數學工具，並立刻解釋清楚這些數學符號所代錶的物理含義。如果書中能夠引導我思考一些“為什麼”的問題，比如為什麼會有電場和磁場，它們之間為何存在如此精妙的相互作用，以及馬剋士威方程組是如何精確地描述瞭這一切，那將是對我最大的幫助。
评分拿到這本書時，我首先被其裝幀設計所吸引，雖然具體內容我還沒來得及深入研究，但單從封麵上“電磁學天堂祕笈”的字體和設計，就透著一股神秘而又引人入勝的氣息。我一直認為，學習一門學問，尤其是像電磁學這樣涉及物理規律的學科，關鍵在於找到一個能夠讓你産生共鳴的切入點。很多時候，學習的瓶頸並非是智力上的不足，而是方法上的偏差，或者說是缺乏能夠點燃興趣的火花。這本書的名字，特彆是“祕笈”二字，暗示著它可能包含瞭一些不為人知的、更為直觀的學習方法，或者是以一種全新的視角來解讀馬剋士威方程式。我期望它能提供一種“aha moment”，那種豁然開朗的感覺。我希望它能教會我如何去“看”到電場綫和磁感綫在三維空間中的分布，如何理解電場和磁場之間的動態聯係，而不僅僅是記住那些復雜的微分方程。如果書中能夠提供一些動手實踐的建議，或者引導讀者通過一些簡單的實驗來驗證理論，那將是極大的加分項。我非常期待這本書能夠成為我的入門嚮導，幫助我跨越初學者的門檻，順利地進入電磁學的殿堂。
评分這本書的名字讓我對它充滿瞭期待！“電磁學天堂祕笈”聽起來就像是一本能夠揭示宇宙中最神秘力量的寶典，而“輕鬆解析最實用的馬剋士威方程式”更是直擊痛點——馬剋士威方程式雖然至關重要，但其數學上的抽象和物理上的深邃常常讓許多初學者望而卻步。我一直對電磁學這個領域充滿好奇，從靜電的吸引到磁場的變化，再到光波的傳播，這一切都像是一場宏大的宇宙交響樂。我知道馬剋士威方程式是理解這一切的核心，但以往接觸到的資料要麼過於枯燥，要麼過於跳躍，總是讓我感到難以抓住精髓。這本書的命名，尤其是“輕鬆解析”和“最實用”這兩個詞，給瞭我一種前所未有的信心，仿佛它能化繁為簡，將那些看似高不可攀的概念一一拆解，讓我能夠真正地理解並運用它們。我特彆希望這本書能在概念的引入上做得非常齣色，用生動的類比和形象的比喻來解釋電場、磁場、電位移和磁嚮量勢等基本概念，而不是一開始就拋齣大量的數學公式。此外，如果書中能包含一些實際的應用案例，比如電磁波在通信、醫療、新能源等領域的具體體現，那就更加完美瞭，這樣不僅能加深理解，還能激發學習的興趣。
评分《電磁學天堂祕笈：輕鬆解析最實用的馬剋士威方程式》這個書名，對於像我這樣在物理學習道路上徘徊過的人來說，無疑是一劑強心針。我一直對電磁現象充滿好奇，特彆是馬剋士威方程式，它被譽為物理學中最優美的方程之一，統一瞭電、磁、光，是現代物理學的基石。然而，每次嘗試去啃讀相關的書籍，都會被那層層的數學迷霧所籠罩，即便勉強記住瞭公式，也難以真正領悟其內在的物理邏輯。這本書的標題，特彆是“輕鬆解析”和“最實用”，給瞭我一種豁然開朗的希望，仿佛它能夠化繁為簡，將那些隱藏在復雜公式背後的深刻洞見展現在我麵前。我希望這本書能夠提供一種全新的學習路徑，可能更多地側重於概念的建立和直覺的培養，而不是機械的公式推導。比如，是否會從電場和磁場的源頭講起，用更直觀的方式解釋散度（發散性）和鏇度（鏇轉性）在電磁場中的物理意義？又或者，書中是否會通過一些巧妙的類比，將抽象的矢量場和張量概念具象化，讓我能夠“看到”電磁場的動態變化？我最期待的是，這本書能讓我真正地理解馬剋士威方程組所蘊含的物理規律，從而能夠用它來解釋和預測各種電磁現象，而不僅僅是機械地記憶。
评分關於這本《電磁學天堂祕笈：輕鬆解析最實用的馬剋士威方程式》，我腦海中浮現齣的畫麵是，它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，能夠循循善誘地引導我這個迷茫的初學者。我的專業並非直接與物理相關，但對自然科學的探索從未停止。電磁現象滲透在我們生活的方方麵麵，從手機通信到傢庭用電，從醫療影像到航空航天，無不與電磁學息息相關。然而，提到馬剋士威方程式，很多人（包括我）的第一反應是“難”和“抽象”。這本書的名字恰恰抓住瞭這一痛點，承諾“輕鬆解析”和“最實用”，這讓我感到前所未有的振奮。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，甚至可以引入一些哲學性的思考，來闡述電磁學背後的深刻原理。例如，它是否會從能量守恒、動量守恒等更根本的物理觀念齣發，來解釋馬剋士威方程組的形成？又或者，它會通過大量的圖示和動畫（如果可能的話）來幫助我建立空間想象能力，理解矢量場和散度、鏇度的幾何意義？我更看重的是它能否培養我的物理直覺，讓我能夠“感受”到電場和磁場的運動，而不是僅僅停留在數學符號的堆砌上。
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