交叉科学物理学教材

《电磁学》

叶邦角

目录

前言

绪论 电磁科学的发展以及在近代科学技术中的应用

1.电磁科学体系的建立与 “场”理论的诞生

2.电磁科学与电气化

3.电磁科学与通讯

4.电磁科学与现代科学与技术

第一章 电力与电场

§1.1 电力起源

1-1-1电力的研究历史

1-1-2摩擦起电

1-1-3物质结构和电荷

1-1-4电荷守恒律

§1.2 材料的电性质

1-2-1物质导电性能

1-2-2接触带电和感应带电

§1-3库仑定律

1-3-1 库仑定律

1-3-2 叠加原理

§1-4 电场强度

1-4-1电场

1-4-2电场强度

§1-5 高斯定理

1-5-1电力线与电通量

1-5-2 高斯定理

§1.6静电场中的导体

1-6-1静电平衡

1-6-2静电屏蔽

1-6-3静电的应用和测量

第二章 电势与电场能量

§2-1电势能

2-1-1 静电场做功

2-1-2 静电场的环路定理

2-1-3 电势能

§2-2 电势与电势差

2-2-1 电势与电势差

2-2-2 等势面

2-2-3 带电粒子在电场中运动

§2-3 电容与电容器

2-3-1 导体的电容

2-3-2 电容器的联结

2-3-3 超级电容器

§2.4介质材料的电学特性

2-4-1 电介质材料

2-4-2 电介质的极化

2-4-3 电介质基本规律

2-4-4 低介电常数与高介电常数材料

2-4-5 铁电体介质和压电效应

§2.5 静电场的能量

2-5-1 点电荷系统的静电相互作用能

2-5-2 带电体的静电能

2-5-3 电容器的储能

2-5-4电场的能量

§2.6 介观体系的电学特性

2-6-1量子化电导（量子点接触）

2-6-2 库仑阻塞和单电子隧穿

2-6-3单电子存储器

§2.7 生物和医学中的电现象

2-7-1 细胞的生物电现象

2-7-2 心电图原理

第三章 电流与电路

§3-1电流与电流密度

3-1-1电流的形成

3-1-2电流强度与电流密度

3-1-3电流连续性方程

3-1-4 稳恒条件

§3-2欧姆定律

3-2-1 欧姆及其欧姆定律

3-2-2 电流的功和功率·焦耳定律

3-2-3 不同导体分界面电流的连续性

3-2-4 金属导电的德鲁特模型

3-2-5 半导体的导电机制

3-2-6 导电介质

3-2-7 纳米材料的电阻

3-2-8 欧姆定律的失效问题

§3-3 电源及电动势

3-3-1电源与电动势

3-3-2全电路欧姆定律

§3-4直流电路的基本规律

3-4-1基尔霍夫定律

3-4-2电流叠加原理

3-4-3 电容的充电和放电

§3.5 电压源和电流源

3-5-1电压源

3-5-2电流源

3-5-3 戴维宁定理和诺顿定理

3-5-4 电压源与电流源的等效变换

3-5-5 安全用电

§3.6 地球的电环境

3-6-1 大气电场和电流

3-6-2 雷电形成机制与雷电的控制

第四章 磁力与磁场

§4.1 磁现象及磁场

4-1-1 磁现象研究历史和磁场的起源

4-1-2 安培定律

4-1-3 磁感应强度

§4.2 电流的磁场

4-2-1 毕奥－萨伐尔定律

4-2-2 通电导线与磁场的相互作用

§4.3 静磁场的基本定理

4-3-1 磁力线与磁通量

4-3-2 磁场高斯定理

4-3-3 安培环路定理

§4.4 带电粒子在磁场中的运动

4-4-1 洛伦茨力与带电粒子在均匀磁场中运动

4-4-2 带电粒子非均匀磁场中的运动

§4.5 霍尔效应

4-5-1 霍尔效应

4-5-2. 霍尔效应的应用

§4.6 天体的磁场和强磁场

4-6-1 天体的磁场

4-6-2 强磁场的产生与应用

第五章 物质中的磁场与磁性材料

§5-1 磁介质的磁化

5-1-1磁化强度

5-1-2磁化电流

5-1-3磁介质存在时高斯定理和环路定理

5-1-4磁化规律

5-1-5 磁介质的边值关系

§5-2 磁性材料

5-2-1 抗磁性、顺磁性和铁磁性

5-2-2磁路定律与磁屏蔽

5-2-3特殊材料的磁性

5-2-4核磁性

§5-3 新型材料中的磁现象

5-3-1 纳米材料中的磁性

5-3-2 巨磁电阻材料

5-3-3 超导体的磁性

§5-4 磁场的测量

5-4-1 高磁场的测量

5-4-2 低磁场的测量

第六章 电磁感应与磁场的能量

§6-1 电磁感应定律

6-1-1 电磁感应现象

6-1-2 法拉第电磁感应定律

§6-2 动生电动势和感生电动势

6-2-1动生电动势

6-2-2感生电动势和涡旋电场

6-2-3电磁感应的相对性

6-2-4涡电流和趋肤效应

6-2-5电子感应加速器

§6-3 互感与自感

6-3-1互感与互感系数

6-3-1自感与自感系数

6-3-3自感系数与互感系数的关系

6-3-4电感的串联与并联

§6-4 似稳电路和暂态过程

6-4-1似稳过程与似稳电路

6-4-2暂态过程

§6-5 磁场的能量

6-5-2载流线圈系统的磁能

6-5-2载流线圈在外磁场中的磁能，

6-5-3磁场的能量和磁能密度

第七章 交流电路与电力输送

§7-1 交流电的产生和基本特性

7-1-1交流电的产生

7-1-2交流电的类型

7-1-3简谐交流电的表述和特征量

7-1-4 交流电流的三角函数和矢量图解法简介

§7-2 交流电路的复数解法

7-2-1电阻、电容和电感的复数表示

7-2-2复阻抗的串联和并联

7-2-3交流电基尔霍夫定律

7-2-4交流电路分析举例

7-2-5串联与并联谐振

7-2-6 Q值的意义

§7-3 交流电的功率

7-3-1交流电的功率

7-3-2功率因素

7-3-3视在功率和有功功率

§7-4 变压器与电力输送

7-4-1变压器原理

7-4-2交流输电与直流输电

7-4-3特斯拉线圈

第八章 电磁现象的基本规律与电磁波

§8-1 静态电场和磁场的基本规律

8-1-1静电场的泊松方程和拉普拉斯方程

8-1-2边值问题和静电场的唯一性定律

8-1-3电像法

8-1-4静态磁场的基本规律

§8-2 时变电场与磁场的基本规律

8-2-1 时变情况下的电场环路定律

8-2-2 时变情况下的电场高斯定理

8-2-3 时变情况下的磁场高斯定理

8-2-4 时变情况下的磁场安培环路定理

§8-3 麦克斯韦方程组

8-3-1麦克斯韦方程组

8-3-2其它形式的麦克斯韦方程组

§8-4 平面电磁波

8-4-1 电磁波的预言

8-4-2 赫茨实验

8-4-3 平面电磁波的性质

8-4-4 电磁波在导体中的传播

8-4-5 电磁波谱

§8.5 电磁场的能量和能量传输

8-5-1电磁场的能量

8-5-2电磁场的能流

8-5-3太阳光的能量传输

8-5-4无线能量传输

习题答案

附录：矢量分析与场论初步

主要参考书