本书分上、下两册，上册为普通物理中的电磁学部分，下册为四大力学中的电动力学部分，全书上、下册连贯，避免重复，以利于缩短学时。上册是从实验出发，得到经验的基本规律，归纳法为主，最后给出麦克斯韦方程。下册是演绎法为主，从麦克斯韦方程出发，得到电磁波的激发、辐射、传播，以及与介质相互作用时的反射、折射、散射、吸收，并介绍了电磁学与狭义相对论的关系，让学生理解和掌握狭义相对论。
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目录
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第
1章 电磁现象的基本规律1
1.1 场论和张量分析1
1
.1.1 线性正交坐标变换1
1
.1.2 张量的定义4
1
.1.3 由矢量和张量构成的不变量(标量)5
1
.1.4 三维张量的乘法运算7
1
.1.5 三维张量微分9
*1
.1.6 正交曲线坐标系1
1
1
.1.7 高斯公式、斯托克斯公式和格林公式1
3
1
.1.8 δ函数1
5
1.2 电磁场的数学描述16
1
.2.1 麦克斯韦方程组1
6
1
.2.2 关于场源1
7
1
.2.3 电磁性能方程1
8
1
.2.4 导体中的自由电荷和传导电流2
0
1.3 边值关系21
1
.3.1 麦克斯韦方程的积分形式2
1
1
.3.2 边值关系2
2
1
.3.3 边值关系和边界条件2
3
1.4 电磁场的能量、动量和角动量24
1
.4.1 电磁场对带电体的力和功率2
4
1
.4.2 电磁场的能量及能量守恒定理2
4
1
.4.3 电磁场的动量及动量守恒定理2
6
1
.4.4 电磁场的角动量及角动量守恒定理2
8 ----Page 12-----------------------
*1
.4.5 电磁场-介质系统的能量、动量和角动量分析2
8
*1
.4.6 线性各向同性介质界面上的能量、动量守恒关系3
2
*1
.4.7 电磁场热力学方程3
3
1.5 麦克斯韦方程组的完备性35
1
.5.1 完备性的含义3
5
1
.5.2 电磁场解的唯一性定理3
5
1
.5.3 几点说明3
6 第
2章 静电场37
2.1 基本方程和唯一性定理37
2
.1.1 基本方程3
7
2
.1.2 静电势及其微分方程3
7
2
.1.3 边值关系3
8
2
.1.4 定解条件3
8
2
.1.5 静电场的唯一性定理3
9
2.2 分离变量法42
2
.2.1 由泊松方程到拉普拉斯方程4
2
2
.2.2 直角坐标下二维问题的分离变量解4
3
2
.2.3 圆柱坐标下二维问题的分离变量解4
4
2
.2.4 球坐标下二维问题的分离变量解4
5
*2.3 格林函数法48
2
.3.1 定解问题4
8
2
.3.2 格林函数4
9
2
.3.3 格林函数法5
0
2
.3.4 格林函数及格林函数法应用举例5
1
2.4 多极子电场56
2
.4.1 小带电体静电场的多极展开5
7
2
.4.2 参考点选择的影响6
0
2
.4.3 点电荷丛的多极矩6
0
2
.4.4 四极矩及四极场电势计算举例6
0
*2
.4.5 电多极子在外电场中所受的力和力矩6
2
*2.5 静电能63
2
.5.1 静电能基本公式6
3
2
.5.2 小带电体在外电场中的静电能6
7
2
.5.3 静电场热力学6
8 第
3章 静磁场70
3.1 基本方程和唯一性定理70
3
.1.1 基本方程7
0
3
.1.2 磁矢势及其微分方程7
0
3
.1.3 无限均匀线性各向同性磁介质中的磁矢势解7
1
3
.1.4 边值关系7
2
3
.1.5 边界条件和唯一性定理7
3
*3.2 二维二分量问题73
3
.2.1 二维二分量静磁场的定解问题7
3
3
.2.2 二维二分量静磁场问题求解举例7
5
3.3 从磁矢势出发计算磁场76
3
.3.1 圆环电流的磁场7
7
3
.3.2 任意小载流导体在远处的磁场7
8
3
.3.3 磁偶极子在外磁场中所受的力和力矩8
0
3.4 磁标势法81
3
.4.1 磁标势的引入、相关方程和边值关系8
1
3
.4.2 磁标势法与静电场解法的对应关系8
2
3
.4.3 磁标势法应用举例8
3
*3.5 磁能87
3
.5.1 磁能基本公式8
7
3
.5.2 安培力做功与磁能变化8
8
3
.5.3 小载流导体在外磁场中的磁能和势能9
0
3
.5.4 静磁场热力学9
1 第
4章 电磁波的传播93
4.1 电磁场波动方程和时谐电磁场93
4
.1.1 电磁场的波动方程9
3
4
.1.2 时谐电磁场9
6
4
.1.3 无限均匀、线性各向同性绝缘介质中的平面电磁波9
9
4
.1.4 电磁波的偏振1
00
4.2 电磁波在绝缘介质界面上的反射和折射102
4
.2.1 定解问题的提法1
02
4
.2.2 定态波动方程和无散条件对反射波和折射波的约束1
03
4
.2.3 边值关系对反射波和折射波频率和波矢的约束1
03
4
.2.4 边值关系对反射波和折射波的振幅约束1
05
4
.2.5 物理分析1
06
*4
.2.6 能量守恒和动量守恒关系1
08
4.3 导体中的电磁波111
4
.3.1 基本方程和边值关系1
11
4
.3.2 无限均匀导体中的平面电磁波1
11
4
.3.3 电磁波在导体表面的反射与折射1
12
4.4 谐振腔和波导管116
4
.4.1 基本方程和边界条件1
16
4
.4.2 谐振腔1
17
4
.4.3 波导管1
19 第
5章 电磁波的辐射122
5.1 电磁势及其方程122
5
.1.1 电磁势的引入1
22
5
.1.2 规范变换1
23
5
.1.3 规范不变性和规范不变量1
23
5
.1.4 电磁势满足的微分方程1
23
5.2 推迟势125
5
.2.1 推迟势解1
25
5
.2.2 洛伦茨条件的检验1
27
5.3 谐振荡电流的电磁场128
5
.3.1 电荷和电流密度的傅里叶积分表示1
28
5
.3.2 谐振荡场源的电磁场1
29
5
.3.3 近区、远区和小场源近似1
30
5
.3.4 辐射电磁场及其特性1
31
5
.3.5 辐射功率及辐射功率角分布1
32
5.4 电偶极、磁偶极和电四极辐射133
5
.4.1 电偶极辐射1
33
5
.4.2 磁偶极辐射1
37
5
.4.3 电四极辐射1
38
*5
.4.4 随时间任意变化的电流的辐射场1
43
5.5 天线的辐射145
5
.5.1 沿天线的电流分布1
46
5
.5.2 天线的辐射1
46
5
.5.3 短天线的辐射1
47
5
.5.4 半波天线的辐射1
47 第
6章 运动电荷的辐射149
6.1 李纳-维谢尔势149
6
.1.1 数学准备1
49
6
.1.2 李纳-维谢尔势1
51
6
.1.3 物理分析1
52
6.2 运动电荷的电磁场153
6
.2.1 李纳-维谢尔势与(r,t)的函数关系剖析1
54
6
.2.2 ?t*/?t和Δt*1
54
6
.2.3 其他带*号量的时空偏导数1
55
6
.2.4 E和B1
56
6
.2.5 匀速运动电荷的电磁场1
57
6
.2.6 切连科夫辐射1
58
6.3 运动电荷的辐射场和辐射功率160
6
.3.1 运动电荷的辐射场1
60
6
.3.2 运动电荷的辐射功率(瞬时值)1
60
6.4 低速运动带电粒子的辐射162
6
.4.1 低速运动近似(β*?1)1
62
6
.4.2 与电偶极辐射公式对比1
63
6
.4.3 经典电磁理论的局限性1
64
6.5 高速运动带电粒子的辐射164
6
.5.1 加速度与速度平行1
64
6
.5.2 加速度与速度垂直1
66
*6
.5.3 一般情形1
67 第
7章 电磁波的散射、色散和吸收168
7.1 电磁质量和辐射阻尼168
*7
.1.1 带电粒子的受力计算1
69
*7
.1.2 能量分析1
72
7
.1.3 电磁质量1
74
7
.1.4 辐射阻尼1
75
*7
.1.5 辐射阻尼力公式的修正1
76
7.2 介质对电磁波的散射176
7
.2.1 散射的定义1
76
7
.2.2 自由电子对电磁波的散射1
77
7
.2.3 束缚电子对电磁波的散射1
79
7.3 介质对电磁波的色散和吸收180
7
.3.1 物理模型1
80
7
.3.2 求解步骤1
81
7
.3.3 电磁波的色散和吸收1
83 第
8章 狭义相对论186
8.1 电磁理论与狭义相对论186
8
.1.1 电磁规律和相对性原理1
86
8
.1.2 狭义相对论的基本假设1
86
8
.1.3 时空性质与物质运动1
87
8.2 洛伦兹变换188
8
.2.1 导出洛伦兹变换的基本假定1
89
8
.2.2 简单洛伦兹变换1
91
8
.2.3 一般洛伦兹变换1
94
8.3 狭义相对论的时空理论194
8
.3.1 时空间隔和事件的时空关系1
94
8
.3.2 同时性的相对性及事件时序1
95
8
.3.3 时间间隔的相对性(动钟变慢)1
97
8
.3.4 空间间隔的相对性(动尺缩短)2
00
8
.3.5 速度变换公式2
02
8
.3.6 加速度变换公式2
04
8.4 相对性原理的四维表述205
8
.4.1 闵柯夫斯基空间及洛伦兹变换2
06
8
.4.2 四维张量构建举例2
07
8
.4.3 4-矢量和4-张量分量的变换关系2
09
8.5 电磁规律的不变性211
8
.5.1 电荷守恒方程2
11
8
.5.2 洛伦茨条件2
12
8
.5.3 达朗贝尔方程2
13
8
.5.4 电磁场张量2
13
8
.5.5 麦克斯韦方程2
15
*8
.5.6 辅助矢量D和H2
16
8
.5.7 电磁力密度矢量和电磁场的动量能量张量2
17
*8
.5.8 变换式的应用举例2
19
8.6 相对论力学221
8
.6.1 4-动量矢量2
22
8
.6.2 相对论动力学方程2
23
8
.6.3 质能关系2
24
8
.6.4 力的变换关系2
25
8
.6.5 洛伦兹力2
26
*8
.6.6 相对论分析力学2
28 习题与参考答案
233 参考书目
250 名词索引
251 教学进度和作业布置
259 附录
Ⅰ 中英文人名对照261 附录
Ⅱ 圆柱坐标和球坐标下的微分运算公式263 附录
Ⅲ 洛伦兹变换的一种推导方法264 附录
Ⅳ 物理常数269 ]]>
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