电动力学导论_司徒树平_9787302581734

本书是一本关于经典电动力学入门级的基础读本，书中简明扼要地讲述电磁领域中的一些基本问题，主要内容包括：电磁现象的普遍规律，宏观系统的电磁物性，标势与矢势、电磁规范，平面电磁波的传播，电子与电磁场的相互作用，电磁变换、相对论性粒子运动学。

　　经典电动力学是理论物理研究与教学中的重要组成部分，关于经典电动力学的教科书籍，林林总总，前辈同行的鸿篇巨制，仿如高山仰止。珠玉在前，如何超越？每当作者有所执笔冲动，想要将历年所讲授的内容付诸文字，仍不禁战战兢兢，诚惶诚恐，生怕徒陈空文，或者谬种流传。
　　俗语说：入门靠师傅，修行靠自己。我们需要好的师傅带学生入门，进入物理学这座雄伟的殿堂，一本好的教材能起到敲门砖的作用。能看通鸿篇巨制，当然是好事，可是对于大部分入门的人而言，未免有点吃力，要求过高，因而事倍功半，欲速不达。古人云：读书之道，贵在于循序而致精，面对那些隐晦的公式思路，较为现实的方法是由浅入深，然后几个轮回，蓦然回首，不觉渐入佳境，因此，一本入门级的教材可能更加适合于徘徊在理论物理大厦高昂门坎之前的初学者。
　　这本书企望主要在三个方面有所努力：一、定位于易懂，尽量避免使用繁杂高深的数学演绎（必要的数学还是不可或缺），能将学生吸引进电动力学这座瑰丽大厦。在编写过程中注重少而精的取材原则，力求做到概念表述简洁，公式推演详细。在选材上，不采用其他教材惯用的重静场、轻动场的思路，不把重点放在静止或稳恒电磁场的求解上（这样做需要学生有较好的数理方法基础）。二、将狭义相对论这个堪称理论物理的珍品融会贯通在电磁波讨论这部分章节中，用人人熟悉的简单物理系统来阐明深邃的原理理论，而不像其他教科书那样单列成若干章节来讨论。三、虽说电动力学发轫于百多年前，是一门相当成熟的学科，但是它仍正在深入发展，仍有强大生命力，作为教科书，既要介绍理论的框架体系，同时又要适度反映最新的成就应用，本书有些章节段落，致力于实践这一点，写出其他教材所无暇顾及而又非常适合初学者的内容，形成有特色的教材。
　　这本书适用于短学时的教学。全书共分6章，前3章基本上与主流教材的思路一致，先介绍电磁现象的普遍规律及背后隐藏的对称性约束，同时介绍电磁系统的能量蕴藏、能量流动问题，再推广到介质系统中，然后谈及静止或稳恒电磁场的一般处理，由此引入电势和磁矢势，为后续学习规范场理论作铺垫。后3章与传统教科书的叙述有所差别，首先介绍狭义相对论，因为它孕育于电磁规律对时空的制约，是整个电磁理论的时空基础，也就是说不存在非相对论的电磁理论。接下来介绍电磁波在无界空间/有限空间中的传播规律，主要讲述平面电磁波在真空、绝缘介质、导体、等离子体及波导中的传播，然后讨论带电粒子在电磁场中的运动，包括讨论恒定电磁场和平面电磁波的情况，尤其重点关注由最简单带电粒子（电子）和最简单优美电磁波（平面电磁波）组成的电磁系统的行为。最后一章讨论电磁变换问题，它基于这样一个理念，即所有惯性系都是平权的，其时空变换遵从Lorentz变换，受此制约，惯性系之间的电磁场、能量动量、波矢频率等一系列变换随之确定。为了照顾初学者的数学程度，这些讨论可以不借助于矩阵运算而直接用代数运算可得，因为对初入门的学生而言，后者更容易被掌握。
　　作者感谢诸位师长前辈、同仁好友的支持和鼓励，使余有勇气犯难前行，感谢几届同学们的支持，他们耐心地阅读了在形成书稿之前的讲义版，并提出了自己的感觉，他们是这本书最初的忠实读者。
　　多年以来，作者深得香港中文大学陈耀华教授的指导、支持和鼓励，陈教授给予的诸多启发和点拨，使作者深受教益，在此，谨表我对陈先生的衷心感谢和深切怀念，书中的5.3节，取材于陈教授的一系列研究论文，谨以此书纪念陈耀华教授。
　　感谢清华大学出版社的佟丽霞等诸位编辑的辛勤工作，使本书得以顺利出版。

2022年暮春写于广州中山大学康乐园

我要评论