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经典电动力学讲义

时间:2022-04-12 08:36:12 浏览量:

经典电动力学是研究电磁现象的经典动力学理论,与之相对应的是量子电动力学。在一般的大学物理类课程中,经典电动力学简称电动力学,是在普通物理中学习了电与磁现象的基本知识之后必修的一门基础理论课。它的主要内容是介绍以麦克斯韦方程为核心的电与磁的统一理论,阐明电磁现象的本质,研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用,熟悉具有广泛实际应用价值的一些数学物理方法,并在此基础上进而讨论狭义相对论。

这里介绍的是一部由作者近年来在新加坡国立大学给四年级大学生讲授经典电动力学课程的讲义发展而成的教科书。这些讲义涵盖适合高年级本科生或研究生水平的内容,阐述非常细致,没有跳过那些凭作者的经验觉得学生不会明显接受的中间步骤。

通常,学生们在本科第二年和第三年已经学过电学和磁学两门课,掌握了扎实的基础知识。这门四年级的课主要处理一些高等电磁学的内容,它们有可能也是研究生课程的一部分。作者申明,在制备讲课材料时经常参考Julian Schwinger早在上世纪80年代在加利福尼亚大学的讲课笔记。因此本书部分内容可能会与Julian Schwinger与其合作者于1998年出版的“经典电动力学”有一些相似性。

作者所选用的材料,特别强调了电磁场的一般特征,尤其是电磁辐射的特性,而并没有企图讲授电磁学的所有的内容。比如在媒质或者波导内部电磁波的传播就没有包括进来。

全书内容分成了12章:1.麦克斯韦方程; 2.电磁脉冲;3.洛仑兹变换; 4. 3+1维符号说明;5.作用、反作用——相互作用; 6.推迟势; 7.辐射场; 8.辐射的谱性质; 9.时间相关的谱分布;10.同步辐射; 11.散射; 12.衍射。

本书是一部标准的教学用书,与已有的许多同类教科书相比,作者给予辐射问题较多的篇幅而且加入了一些新颖的和更为实用的内容。作者力图提供一个全面、详细、自成一体的阐述,特别是推导很细致。在本书末尾提供了12章总共96个习题,并附有部分解答提示。本书采用了cgs单位值,在电动力学中也称为高斯单位值。国内一些教材通常采用国际单位制(SI)。对于这两种单位制的转换,本书末尾给出了一个附录简单地予以介绍。

应该说,对于具有扎实的基本电学和磁学知识的本科学生,这是一部很适合一个学期使用的经典电动力学教材。对于想要自学理论物理的学生,该书也可以选做主要的参考书。

丁亦兵,教授

(中国科学院大学

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