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  • [正版新书]物理学大题典2 电磁学与电动力学 第2版 科学出版社 张永德工具性综合性物理题解书涵盖大学本科物理教程内容
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    • 作者: 无著 | 刘金英等编
    • 出版社: 科学出版社
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    • 作者: 无著| 刘金英等编
    • 出版社:科学出版社
    • 开本:16开
    • ISBN:9787423086510
    • 版权提供:科学出版社

                                                                                                                店铺公告

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    产品展示
    基本信息
    图书名称:
     电磁学与电动力学(第2版)---物理学大题典2
    作 者:
     张永德  刘金英 陈银华 张鹏飞
    定价:
     79.00
    ISBN号:
     9787030583482
    出版社:
     16
    装帧:
     平装
    出版日期:
     2018-9-1
    印刷日期:
     2018-9-1
    编辑推荐
    适读人群 :可作为物理类本科生的学习辅导用书、研究生的入学考试参考书和各类高校物理教师的教学参考书.
    内容介绍
    “物理学大题典”是一套大型工具性、综合性物理题解丛书. 丛书内容涵盖综合性大学本科物理课程内容:从普通物理的力学、热学、光学、电学、近代物理到“四大力学”,以及原子核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理、激光物理、量子光学、量子信息等. 内容新颖、注重物理、注重学科交叉、注重与科研结合. 
    《电磁学与电动力学(第二版)》共6 章,包括静电学、静磁场和似稳电磁场、电路分析、电磁波的传播、电磁波的辐射以及电磁场与介质相互作用等内容. 
    作者介绍

    目录

     

    目录 
    丛书序 
    前言 
    题意要览 
    第1章 静电学 1 
    第2章 静磁场和似稳电磁场 143 
    第3章 电路分析 301 
    第4章 电磁波的传播 378 
    第5章 电磁波的辐射 432 
    第6章 电磁场与介质相互作用 466 
    在线试读部分章节
    第1章 静电学 
    1.1 由电场求电荷分布 
    题1.1一静电荷分布产生如下的径向电场: 
    式中,A、b为常数.(a)计算并图示电荷密度.(b)求总电荷Q. 
    解(a)由静电场高斯定理,电荷密度为 
    由于,并利用球坐标下 
    *后一步利用了;式中δ(r)是三维δ函数,满足 
    且有 
    由上给出电荷密度为 
    即除一点电荷4ε0A位于球心外,空间存在一球对称的负电荷分布,如题图1.1所示. 
    (b)总电荷为 
    或者 
    题图1.1 
    说明对照点电荷激发的电场强度表达式容易理解,另外本题结果球心处存在的点电荷也可通过考察以该点为球心、半径为δ(δ→0)的小球形高斯面得知. 
    1.2 偏离库仑定律的讨论 
    题1.2假定从实验中发现两个点电荷之间的作用力不是库仑定律的形式,而是 
    式中,α为常数.(a)写出点电荷q周围的电场E的公式.(b)围绕该点选择一积分路径,求线积分对以点电荷为球心,r1为半径的球面求面积分(Δ为一小量)为半径重复(c),求距点电荷为r1处的,并把(b)、(c)、(d)的结果与库仑定律的结果相比较. 
    解(a)在点电荷周围的电场为 
    式中,r为空间点至点电荷q的距离;er为由q指向空间点的单位矢量. 
    (b)由题图1.2所示,对任意闭合路径L 
    则 
    由库仑定律,所得点电荷电场为 
    显然有 
    题图1.2 
    即与本题的结果一样. 
    (c)对以点电荷q为球心、r1为半径的球面S,dS=dSer,则有 
    由库仑定律与高斯定理,得 
    两者之差为 
    (d)利用(c)的结果,在r1+Δ处,有 
    取r=r1与r=r2+Δ为半径的二球面所构成的球壳面为闭合曲面S′,它所包围的体积为V′,由高斯定理 
    因Δ为小量,上式可写为 
    并由,近似取 
    则有 
    由库仑定律,点电荷q激发的电场的散度公式为 
    1.3 由电荷分布求电势、总电荷、电偶极矩、电四极矩 
    题1.3静电荷分布在间隙为-a≤x′≤a的一维x轴上,对于x′≤a,电荷密度为ρ(x′),而对于|x′|>a,电荷密度等于0.(a)写出x轴上各点的静电势Φ(x)依赖于ρ(x′)的关系.(b)求在x>a时,Φ(x)的级数展开式.(c)对于题图1.3中的每种电荷分布,求:(i)总电荷Q=∫ρdx′;(ii)电偶极矩P=∫x′ρdx′;(iii)电四极矩Qxx=2∫x′2ρdx′;(iv)在x>a时,电势Φ按1/x幂次展开的主要项. 
    题图1.3 
    解(a)x轴上点的静电势为 
    (b)当x>a,a>|x′|时,有 
    所以Φ(x)的级数展开为 
    (c)对于题图1.3中的(I)种电荷分布,有 
    故得 
    对于题图1.3中的(II)种电荷分布,有 
    故得 
    对于题图1.3中的(III)种电荷分布,有 
    故得 
    1.4 两相互垂直无限大带电薄板的电场 
    题1.4两块均匀无限大的薄板相互垂直,它们的电荷密度为+σ和-σ.求空间各点电场的大小和方向,并画出电场线(E线). 
    解对一个无限大的带电板,它在空间各点的电场大小为 
    方向与板面垂直.因此,对本题的两互相垂直分别带±σ电荷的两板,电场叠加应为 
    其方向如题图1.4中的电场线所示. 
    1.5 高斯定理什么情形下不适用 
    题1.5下列哪种情况高斯定理将不适用:(a)有磁单极子存在;(b)平方反比定律不准确成立;(c)光速不是一个普适常数. 
    解答案为(b). 
    1.6 电荷保持在稳定平衡状态的条件 
    题1.6一个电荷被保持在稳定平衡状态的条件是:(a)利用一个纯的静电力;(b)利用一个机械力;(c)上述两者都不行. 
    解答案为(c). 
    1.7 极化强度矢量P与电场强度E的关系 
    题1.7对极化强度矢量P与电场强度E,在方程P=αE中,一般情况下α是:(a)标量;(b)矢量;(c)张量. 
    解答案为(c). 
    1.8 电荷在带电的细圆环轴线上的简谐运动 
    题1.8(a)一半径为R的圆环上均匀分布着总电量为+Q的电荷.计算环心的电场和电势;(b)一质量为m、带电为-Q的粒子被限制在环的轴线上滑动,证明:当垂直于环平面的位移很小时,该电荷将做简谐运动. 
    题图1.4 
    题图1.8 
    解如题图1.8所示,z轴为圆环的轴线.则环心的电场与电势为 
    在z轴上P点处的电场为 
    故当质量为m、带电为-Q的粒子处在P点时受力为 
    当z<R时,有F(z)∝z,故该粒子-Q做简谐振动. 
    1.9 均匀带电圆盘的空间电势分布 
    题1.9在半径为a的圆盘表面上均匀分布着总电量为q的电荷.求:(a)由电荷分布的轴对称性,求对称轴上任意点处的电势.(b)借助(a),求空间任意点r(|r|>a)处电势的表达式,把该式表示成角度谐函数的形式. 
    解(a)坐标轴选取如题图1.9所示.在圆盘面上,取半径为r到r+dr的圆环,该环在点(0,0,z)处的电势为 
    对r积分,可得整个圆盘在该点的电势为 
    (b)在|r|>a区域,解为 
    题图1.9 
    1314925290
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