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經典電動力學講義

2015-10-31 10:49:08
國外科技新書評介 2015年6期
關鍵詞:電動力學磁學電磁學

經典電動力學是研究電磁現象的經典動力學理論,與之相對應的是量子電動力學。在一般的大學物理類課程中,經典電動力學簡稱電動力學,是在普通物理中學習了電與磁現象的基本知識之后必修的一門基礎理論課。它的主要內容是介紹以麥克斯韋方程為核心的電與磁的統(tǒng)一理論,闡明電磁現象的本質,研究電磁場的基本屬性、運動規(guī)律以及電磁場和帶電物質的相互作用,熟悉具有廣泛實際應用價值的一些數學物理方法,并在此基礎上進而討論狹義相對論。

這里介紹的是一部由作者近年來在新加坡國立大學給四年級大學生講授經典電動力學課程的講義發(fā)展而成的教科書。這些講義涵蓋適合高年級本科生或研究生水平的內容,闡述非常細致,沒有跳過那些憑作者的經驗覺得學生不會明顯接受的中間步驟。

通常,學生們在本科第二年和第三年已經學過電學和磁學兩門課,掌握了扎實的基礎知識。這門四年級的課主要處理一些高等電磁學的內容,它們有可能也是研究生課程的一部分。作者申明,在制備講課材料時經常參考Julian Schwinger早在上世紀80年代在加利福尼亞大學的講課筆記。因此本書部分內容可能會與Julian Schwinger與其合作者于1998年出版的“經典電動力學”有一些相似性。

作者所選用的材料,特別強調了電磁場的一般特征,尤其是電磁輻射的特性,而并沒有企圖講授電磁學的所有的內容。比如在媒質或者波導內部電磁波的傳播就沒有包括進來。

全書內容分成了12章:1.麥克斯韋方程; 2.電磁脈沖;3.洛侖茲變換; 4. 3+1維符號說明;5.作用、反作用——相互作用; 6.推遲勢; 7.輻射場; 8.輻射的譜性質; 9.時間相關的譜分布;10.同步輻射; 11.散射; 12.衍射。

本書是一部標準的教學用書,與已有的許多同類教科書相比,作者給予輻射問題較多的篇幅而且加入了一些新穎的和更為實用的內容。作者力圖提供一個全面、詳細、自成一體的闡述,特別是推導很細致。在本書末尾提供了12章總共96個習題,并附有部分解答提示。本書采用了cgs單位值,在電動力學中也稱為高斯單位值。國內一些教材通常采用國際單位制(SI)。對于這兩種單位制的轉換,本書末尾給出了一個附錄簡單地予以介紹。

應該說,對于具有扎實的基本電學和磁學知識的本科學生,這是一部很適合一個學期使用的經典電動力學教材。對于想要自學理論物理的學生,該書也可以選做主要的參考書。

丁亦兵,教授

(中國科學院大學)

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