電磁學與電磁波的理論及應用(上)（15版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

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本書是以筆者二十六年來長期教授電磁學、電磁波、天綫工程與微波工程的講義為基礎，再加上多年來的教學經驗，並廣泛採取國外同類著作的優點編寫而成。本書具有下列幾項特點：

　　*以深入淺齣的「白話」闡述深奧的電磁理論及其應用觀念。讀者在本書所看到的，是條理分明、思緒清楚的條列式觀念陳述，而非一般教科書的冗言贅語。

　　*本書中重要名詞均附上原文，另為瞭強化讀者之應考與科技英文之閱讀能力，本書之例題絕大多數採用英文命題。

　　*本書極適閤當作大學之教科書，亦適用於青年朋友準備研究所入學考試、高普特考、技師、期中期末考，甚至碩士班與博士班的資格考。此外，本書亦可作為電機、電子、通訊、物理、光電、醫工、工科、電物、大氣等相關領域工程師的案頭參考書。

　　*本書之例題與考題相當豐富。為方便讀者研習，筆者將例題與考題分為三類：「★」、「★★」與「★★★」。建議讀者，第一次研習本書時，先挑「★」研習；待基本觀念嫻熟後，再揮軍「★★」；當實力纍積一定程度時，再挑戰「★★★」。
 

深入理解經典力學基石：《理論力學導論（第11版）》內容概述 本書旨在為物理學、工程學及相關領域的學生和研究人員提供一個全麵、深入且嚴謹的理論力學基礎。它不僅僅是一本介紹經典力學現象的書籍，更側重於構建理解和解決復雜物理問題所需的數學框架和理論思維。本教材的第11版經過精心修訂和更新，旨在更好地適應現代物理教育的需求，並與高等數學、綫性代數及微分方程的知識體係緊密結閤。 第一部分：基礎概念與牛頓定律的重述 本部分首先迴顧瞭經典力學的基本概念，但著眼於比入門教材更深入的數學結構。 1. 質點動力學基礎： 我們從對空間、時間、質量和力的基本概念進行精確的數學定義開始。重點討論瞭慣性係與非慣性係，特彆是引入瞭伽利略變換下的不變量性。牛頓運動定律在直角坐標係中的應用被詳盡闡述，但很快便過渡到更具普適性的坐標係，例如柱坐標係和球坐標係，並詳細推導瞭在這些非直角坐標係中加速度和力的矢量錶示，為後續使用廣義坐標打下基礎。 2. 動量、角動量與能量的守恒定律： 本章深入探討瞭動量定理和角動量定理的微分形式和積分形式。特彆強調瞭守恒定律的物理意義及其在分析復雜係統中的強大作用。能量部分詳細討論瞭功的概念，區分瞭保守力與非保守力，並嚴格推導瞭牛頓第二定律與能量守恒定律之間的內在聯係。中心力問題被作為第一個重要應用實例，詳細分析瞭開普勒定律的嚴格推導過程，展示瞭角動量守恒在行星運動中的決定性作用。 第二部分：拉格朗日力學——從原理到應用 理論力學的核心精髓在於其原理的簡潔性與廣泛適用性。本部分完全緻力於建立和應用拉格朗日力學體係。 3. 虛功原理與約束係統： 本章是拉格朗日力學的基石。首先引入瞭“虛位移”和“虛功”的概念，並嚴格闡述瞭達朗貝爾原理，將其提升到理論力學的基本公設高度。在此基礎上，詳細推導瞭拉格朗日方程（歐拉-拉格朗日方程）的建立過程，強調瞭該方法如何巧妙地處理復雜的幾何約束，使問題從矢量分析轉化為純粹的標量變分問題。 4. 約束的分類與廣義坐標的選擇： 對約束的數學描述進行瞭深入探討，區分瞭完整約束和非完整約束、單值約束和多值約束。教材著重講解瞭如何選擇一組恰當的廣義坐標來完全描述係統的構型空間，從而有效地減少自由度。對約束力和約束力的處理方式進行瞭細緻的比較分析，突齣瞭拉格朗日方法在避免計算約束力方麵的優勢。 5. 拉格朗日方程的應用： 本章通過一係列經典的力學模型來展示拉格朗日方法的威力。包括但不限於：單擺、雙擺（作為非綫性振動和混沌的初步示例）、連接的振子係統、移動底座上的振子，以及彈性體的簡單模型。對於每個實例，都清晰地展示瞭建立拉格朗日量 $L = T - V$（動能減去勢能）的步驟，並求解相應的運動方程。 6. 守恒量與諾特定理： 這是理論力學的又一高峰。本章首先介紹瞭守恒量在拉格朗日力學中的判定方法——循環坐標（或稱似位移坐標）。隨後，以嚴謹的數學方式引入諾特定理（Noether's Theorem），詳細論證瞭係統的時間平移不變性對應能量守恒，空間平移不變性對應動量守恒，以及空間轉動不變性對應角動量守恒。定理的證明清晰展示瞭理論力學中對稱性與守恒律之間深刻而優雅的聯係。 第三部分：哈密頓力學——相空間與正則變換 本部分將理論力學提升到更高層次的抽象與推廣，引入瞭哈密頓力學，這對於量子力學和統計力學的理解至關重要。 7. 勒讓德變換與哈密頓量： 本章是連接拉格朗日和哈密頓體係的橋梁。首先詳細講解瞭勒讓德變換的數學操作，將速度作為自變量的拉格朗日量轉換為以動量作為自變量的哈密頓量 $H(q, p, t)$。隨後，係統地推導和闡述瞭哈密頓正則方程（一階微分方程組），並討論瞭哈密頓量在保守係統中的物理意義（通常即為係統的總能量）。 8. 泊鬆括號與正則變換： 本章引入瞭泊鬆括號的概念，這是分析哈密頓係統動力學演化的重要工具。通過泊鬆括號，可以簡潔地錶達運動方程，並重新審視守恒量——一個量守恒的充要條件是它與哈密頓量在泊鬆括號意義下是“對易的”。在此基礎上，詳細討論瞭正則變換的理論，包括生成函數法，以及如何利用正則變換來簡化哈密頓量，特彆是尋找“可積”係統的解。 9. 經典力學的穩定性分析與微擾論： 在對哈密頓係統有瞭深入理解後，本部分開始探討係統的穩定性。對於平衡點附近的微小擾動，引入瞭綫性化分析。對於那些不能完全解析求解的係統，詳細介紹瞭正則微擾論（Canonical Perturbation Theory）的基本方法，用以處理微小的、不依賴於時間或依賴於時間的微擾項對係統的影響。 第四部分：高級主題與連續介質力學基礎 最後一部分將理論力學的框架推廣到更復雜的係統。 10. 變分原理的深入探討： 重新迴到變分法的根源，本章探討瞭更廣泛的變分原理，包括作用量原理的更一般形式，以及對哈密頓-雅可比方程（Hamilton-Jacobi Equation）的推導，這被視為經典力學的終極積分形式。 11. 剛體動力學基礎： 對剛體運動進行瞭深入分析，特彆是三維剛體的轉動。詳細討論瞭轉動慣量張量（慣量橢球）的概念，以及歐拉角在描述剛體姿態中的應用。重點推導和分析瞭歐拉運動方程，並探討瞭無力矩作用下的自由轉動（如陀螺的運動）。 12. 連續介質力學的初步： 為過渡到場論奠定基礎，本章簡要介紹瞭將離散係統推廣到連續介質（如流體和彈性體）的基本思路。通過引入密度和流場概念，推導齣連續介質的質量守恒方程（連續性方程），並初步討論瞭動量守恒在連續介質中的錶現形式。 全書的編排邏輯清晰，從牛頓的直觀描述，逐步過渡到拉格朗日的函數空間描述，最終到達哈密頓的相空間描述，為學生構建起一個完整、深刻且具有強大預測能力的經典物理理論體係。所有推導都力求嚴謹，並配有豐富的例題和習題，以鞏固理論理解和計算能力。

作者簡介

李長綱 博士

　　學曆
　　國立颱灣大學電機工程 博士

　　經曆
　　大碩與TKB 26年教學經驗
　　大學副教授
　　資深工程顧問

　　著作
　　電磁學與電磁波的理論及應用(上、下冊)
　　電磁學與電磁波分類題庫
　　公職考試講重點【電磁學】
　　高普特考2018試題大補帖【電磁學】(99~106年試題)
　　公職人員(高＼普＼特)曆屆試題精解【電磁學與半導體】
　　電磁學與電磁波曆屆試題詳解(91-92年)
 

第1章 嚮量分析
第2章 真空中的靜電學
第3章 物質中的靜電學
第4章 靜電學的解法
第5章 穩態電流
第6章 真空中的靜磁學
第7章 物質中的靜磁學
附錄
參考書籍

评分☆☆☆☆☆

我的研究方嚮涉及到一些材料的電磁響應特性，這要求我對電磁理論有非常紮實的掌握，尤其是在微觀層麵理解電荷、電流以及磁矩等基本概念如何影響宏觀的電磁行為。我手頭的一些現有文獻，在處理復雜介質中的電磁場行為時，往往會直接引用一些結論，而缺乏對這些結論推導過程的詳細說明，這讓我覺得難以深入理解其物理背景和適用條件。我一直在尋找一本能夠提供詳盡的理論推導，並且對各種材料的電磁特性進行深入分析的書籍。這本書的“理論”二字讓我對其理論嚴謹性充滿信心，而“應用”的標題則暗示瞭它與實際材料研究的關聯性。我尤其希望它能夠詳細闡述電磁場與物質相互作用的微觀機製，例如極化、磁化等現象是如何産生的，以及它們如何影響材料的介電常數、磁導率等參數。如果書中還能包含一些關於新型功能材料（如超材料、磁性材料等）的電磁學理論分析，那將對我當前的科研工作提供極大的支持。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計大氣，印刷質量也相當不錯，拿在手裏沉甸甸的，給人一種厚實可靠的感覺。我是一名初入物理研究領域的學生，對於電磁學這個基礎學科一直充滿敬畏又帶著一絲好奇。在課程學習中，我接觸到瞭不少關於電磁場的概念，比如法拉第定律、安培定律等等，但總覺得有些理論概念在腦海中不夠清晰，缺乏一種係統性的梳理和深刻的理解。尤其是當涉及到一些復雜的數學推導和物理模型時，我常常會感到力不從心，不知道如何將抽象的公式與實際的物理現象聯係起來。我一直在尋找一本能夠係統性地講解電磁學基礎理論，並且能夠幫助我建立起紮實知識體係的書籍。這本書的名字《電磁學與電磁波的理論及應用（上）》聽起來就非常契閤我的需求，封麵上的“15版”字樣也暗示瞭其經過瞭多年的修訂和完善，內容應該足夠經典和權威，能夠為我打下堅實的理論基礎，為我後續深入學習打下堅實基礎。我希望這本書能夠提供清晰的邏輯脈絡，循序漸進地講解各個概念，並輔以豐富的例題和習題，幫助我理解和掌握這些重要的物理知識，讓我在電磁學領域真正做到“知其然，更知其所以然”。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在電子工程領域摸爬滾打多年的工程師，我一直深知電磁學理論在實際工程應用中的重要性。我們設計的天綫、濾波器、通信係統，無不建立在電磁波傳播和相互作用的原理之上。然而，隨著技術的發展，很多新的電磁現象和應用層齣不窮，僅憑經驗往往難以應對。我手裏現有的一些參考資料，雖然也涉及電磁學，但很多都偏嚮於應用層麵，對於一些深層次的理論推導和物理本質的解釋則顯得不夠深入，甚至有些知識點已經不能完全跟上最新的發展。因此，我一直在尋找一本能夠兼顧理論深度和實踐指導的教材。這本書的“理論及應用”的標題以及“15版”的更新頻率，讓我對其內容充滿瞭期待。我希望它能幫助我溫故而知新，鞏固和拓展我在電磁學基礎理論方麵的知識，特彆是關於電磁波的産生、傳播、輻射以及與物質相互作用的機理，能夠有更深刻的理解。如果書中能夠對一些前沿的電磁學應用，比如5G通信、射頻識彆、電磁兼容性設計等，提供一些基於紮實理論的分析和指導，那將對我個人的技術提升具有極大的幫助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對物理學充滿熱情，尤其是對神秘的電磁世界深深著迷的愛好者。我平日裏會閱讀一些科普讀物，對電磁現象有瞭一定的瞭解，比如靜電、電流、磁場這些基本概念，也對電磁波能傳遞信息感到非常神奇。但是，我感覺目前的知識水平還停留在非常淺顯的層麵，很多背後的原理和規律我並不清楚。例如，為什麼變化的磁場會産生電場，而變化的電場又會産生磁場？電磁波究竟是如何産生的，又是如何傳播的？以及為什麼不同的電磁波有不同的性質和用途？這些問題一直縈繞在我的腦海裏。我希望這本書能夠以一種通俗易懂但又不失嚴謹的方式，為我揭示電磁學的奧秘。我期待它能夠從最基礎的原理講起，逐步深入到電磁波的性質、傳播方式以及各種實際應用，讓我能夠更好地理解這個豐富多彩的電磁世界。如果書中能夠提供一些生動形象的比喻和圖示，幫助我建立直觀的認識，那就更好瞭。

评分☆☆☆☆☆

我是一位剛開始接觸物理學的學生，對於電磁學這個領域感到既新奇又有些畏懼。課程中涉及的那些復雜的數學公式和抽象的概念，讓我常常感到睏惑，不知道它們究竟代錶著什麼物理意義，也難以理解它們是如何聯係在一起的。我曾經嘗試閱讀一些網上找到的資料，但內容雜亂，缺乏係統性，很難建立起完整的知識框架。現在，我希望能夠找到一本權威、係統、易懂的教材，幫助我打下堅實的電磁學基礎。這本書的“15版”讓我覺得它一定是經過瞭長期的打磨和改進，內容應該比較成熟和完善。我非常期待這本書能夠從最基本的概念講起，比如電荷、電場、磁場，然後逐步引導我理解電荷的運動如何産生磁場，變化的磁場又如何産生電場，最終理解電磁波的産生和傳播。我希望這本書能有清晰的講解，豐富的例題，以及必要的習題，能夠幫助我鞏固所學的知識，逐步建立起對電磁學理論的信心和理解。