《电磁场与电磁波》是电磁学领域的一本经典教材,由王家礼、朱满座、路宏敏三位专家合著。这本书深入浅出地介绍了电磁场理论的基础知识,涵盖了电磁现象的基本定律、分析方法以及应用实例。第二版在第一版的基础上进行了修订和更新,以更符合现代科技发展的需求。
电磁场与电磁波的研究是物理学的重要组成部分,它不仅对理解自然界的基本规律至关重要,还在通信、电子技术、航空航天等众多工程领域中发挥着关键作用。该书的知识点包括但不限于以下几个方面:
1. **麦克斯韦方程组**:这是一组偏微分方程,描述了电荷分布和电流分布如何产生电磁场,以及电磁场如何随时间变化。它是电磁理论的基石,包括高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
2. **静电场与稳恒磁场**:静态条件下,电场由电荷产生,遵循库仑定律;磁场由电流产生,遵循安培定律。这两部分主要讨论无源(没有电流或电荷变化)条件下的电磁现象。
3. **时变电磁场**:当电荷或电流随时间变化时,会产生电磁波。这部分内容涉及法拉第电磁感应和麦克斯韦的位移电流概念,是理解电磁波传播的关键。
4. **电磁波的传播与衰减**:电磁波在不同介质中的传播速度、折射、反射、干涉和衍射现象。这些现象是无线通信、雷达技术和光学的基础。
5. **电磁波的极化**:电磁波的电场矢量随时间变化的方式,分为线性、圆性和椭圆极化。理解极化对于天线设计和无线通信信号处理至关重要。
6. **电磁波在导体中的传播**:如传输线理论,研究电磁波在导体中传播时的电压和电流分布,以及如何通过阻抗匹配来优化信号传输。
7. **电磁场的能量和动量**:电磁场具有能量和动量,这部分内容涉及到电磁场与物质的相互作用,如辐射压力。
8. **电磁波的吸收与散射**:物质对电磁波的吸收和散射是遥感、雷达探测和环境科学中的重要问题。
9. **电磁波谱**:涵盖无线电波、微波、红外、可见光、紫外、X射线和伽马射线等不同波段的特性及其应用。
10. **特殊相对论与电磁场**:引入特殊相对论后,电磁现象的统一描述,如洛伦兹变换和四维势。
王家礼、朱满座、路宏敏的《电磁场与电磁波》第二版答案提供了对上述所有知识点的详尽解答,对于学习者深入理解和掌握电磁学知识非常有帮助。通过这些答案,学生可以检验自己的理解,解决困惑,提高解题能力,为进一步研究电磁学和相关应用领域奠定坚实基础。