電動力學（第3版）

《電動力學（第3版）》是作者在所編《電動力學》（1997年第二版）的基礎上，根據學科的發展和教學實踐的需要修訂而成的。這次修訂，在保持原書整體結構精鍊、嚴謹，敘述簡明、流暢，便於教學的特色下，改寫了部分內容，新增了部分內容，力求做到既重視基本理論，又擴展學生視野，引導學生關注學科前沿的發展動態，訓練學生提出問題和解決問題的能力，激勵學生的創新精神。

郭碩鴻，理論物理學家、中山大學物理系教授，中國高能物理學會理事。廣東中山人。編著教材有《電動力學》，論文有《格點規範理論與強子質量譜》、《格點規範理論的精確基態、質量隙和弦張力》、《二維氫原子的解析解Ⅱ相對論理論》等。

引言

第一章電磁現象的普遍規律

1電荷和電場

1.庫侖定律

2.高斯定理和電場的散度

3.靜電場的旋度

2電流和磁場

1.電荷守恆定律

2.畢奧一薩伐爾定律

3.磁場的環量和旋度

4.磁場的散度

5.磁場旋度和散度公式的證明

3麥克斯韋方程組

1.電磁感應定律

2.位移電流

3.麥克斯韋方程組

4.洛倫茲力公式

4介質的電磁性質

1.關於介質的概念

2.介質的極化

3.介質的磁化

4.介質中的麥克斯韋方程組

5電磁場邊值關係

1.法向分量的躍變

2.切向分量的躍變

6電磁場的能量和能流

1.場和電荷系統的能量守恆定律的一般形式

2.電磁場能量密度和能流密度表示式

3.電磁能量的傳輸

習題

第二章靜電場

1靜電場的標勢及其微分方程

1.靜電場的標勢

2.靜電勢的微分方程和邊值關係

3.靜電場能量

2唯一性定理

1.靜電問題的唯一性定理

2.有導體存在時的唯一性定理

3拉普拉斯方程分離變數法

4鏡像法

5格林函數

1.點電荷密度的艿函數表示

2.格林函數

3.格林公式和邊值問題的解

6電多極矩

1.電勢的多極展開

2.電多極矩

3.電荷體系在外電場中的能量

習題

第三章靜磁場

1矢勢及其微分方程

1.矢勢

2.矢勢微分方程

3.矢勢邊值關係

4.靜磁場的能量

2磁標勢

3磁多極矩

1.矢勢的多極展開

2.磁偶極矩的場和磁標勢

3.小區域內電流分佈在外磁場中的能量

4阿哈羅諾夫一玻姆效應

5超導體的電磁性質

1.概述

2.超導體的基本現象

3.倫敦唯象理論與皮帕德修正

4.有第二類超導體存在時磁場分佈的求解

5.磁介質觀點

6.磁通量子化

習題

第四章電磁波的傳播

1平面電磁波

1.電磁場波動方程

2.時諧電磁波

3.平面電磁波

4.電磁波的能量和能流

2電磁波在介質界面上的反射和折射

1.反射和折射定律

2.振幅關係菲涅耳公式

3.全反射

3有導體存在時電磁波的傳播

1.導體內的自由電荷分佈

2.導體內的電磁波

3.趨膚效應和穿透深度

4.導體表面上的反射

4諧振腔

1.有界空間中的電磁波

2.理想導體邊界條件

3.諧振腔

5波導

1.高頻電磁能量的傳輸

2.矩形波導中的電磁波

3.截止頻率

4.TE波的電磁場和管壁電流

6光子晶體

1.一維光子晶體的轉移矩陣

2.光子帶隙

3.一維光子晶體的全反射

7高斯光束

1.亥姆霍茲方程的波束解

2.高斯光束的傳播特性

8光學空間孤子

1.孤子和光學空間孤子

2.非線性波動方程

3.孤子解

9等離子體

1.等離子體的准電中性和屏蔽庫侖場

2.等離子體振蕩

3.電磁波在

等離子體中的傳播

習題

第五章電磁波的輻射

1電磁場的矢勢和標勢

1.用勢描述電磁場

2.規範變換和規範不變性

3.達朗貝爾方程

2推遲勢

3電偶極輻射

1.計算輻射場的一般公式

2.矢勢的展開式

3.電偶極輻射

4.輻射能流角分佈輻射功率

5.短天線的輻射輻射電阻

4磁偶極輻射和電四極輻射

1.高頻電流分佈的磁偶極矩和電四極矩

2.磁偶極輻射

3.電四極輻射

5天線輻射

1.天線上的電流分佈

2.半波天線

3.天線陣

6電磁波的衍射

1.衍射問題

2.基爾霍夫公式

3.小孔衍射

7電磁場的動量

1.電磁場的動量密度和動量流密度

2.輻射壓力

習題

第六章狹義相對論

1相對論的實驗基礎

1.相對論產生的歷史背景

2.相對論的實驗基礎

2相對論的基本原理洛倫茲變換

1.相對論的基本原理

2.間隔不變性

3.洛倫茲變換

3相對論的時空理論

1.相對論時空結構

2.因果律和相互作用的最大傳播速度

3.同時相對性

4.運動時鐘的延緩

5.運動尺度的縮短

6.速度變換公式

4相對論理論的四維形式

1.三維空間的正交變換

2.物理量按空間變換性質的分類

3.洛倫茲變換的四維形式

4.四維協變數

5.物理規律的協變性

5電動力學的相對論不變性

1.四維電流密度矢量

2.四維勢矢量

3.電磁場張量

4.電磁場的不變數

6相對論力學

1.能量一動量四維矢量

2.質能關係

3.相對論力學方程

4.洛倫茲力

7電磁場中帶電粒子的拉格朗日量和哈密頓量

1.拉格朗日形式

2.哈密頓形式

3.非相對論情形

習題

第七章帶電粒子和電磁場的相互作用

1運動帶電粒子的勢和輻射電磁場

1.任意運動帶電粒子的勢

2.偶極輻射

3.任意運動帶電粒子的電磁場

2高速運動帶電粒子的輻射

1.高速運動帶電粒子的輻射功率和角分佈

2.v∥v情形

3.v⊥v情形

3輻射的頻譜分析

1.頻譜分析的一般公式

2.低速運動帶電粒子在碰撞過程中的輻射頻譜

3.高速圓周運動帶電粒子的輻射頻譜

4切連科夫輻射

5帶電粒子的電磁場對粒子本身的反作用

1.電磁質量

2.輻射阻尼

3.譜線的自然寬度

6電磁波的散射和吸收介質的色散

1.自由電子對電磁波的散射

2.束縛電子的散射

3.電磁波的吸收

4.介質的色散

5.原子光陷阱

6.經典電動力學的局限性

習題

附錄I矢量分析

1.矢量代數

2.散度、旋度和梯度

3.關於散度和旋度的一些定理

4.V算符運算公式

5.曲線正交坐標系

6.並矢和張量

附錄Ⅱ軸對稱情形下拉普拉斯方程的通解

附錄Ⅲ國際單位制和高斯單位制中主要公式對照表