敏大生系到教本电动力学DIANDONGLIXUE刘觉平编著武汉大学出版社
4974571电动力学刘觉平编著（中文曦书）XE书武汉大学出版社
457457中文藏书）H图书在版编目（CIP）数据电动力学/刘觉平编著、一武汉：武汉大学出版社，1997.5ISBN7-307-02401-2I.电.I. 刘..直，电动力学IV.0442武汉大学出版社出版（430072武昌珞珈山）湖北省毕昇印刷总厂印刷（436700潮北省英山县温泉镇鸡鸣路60号）新华书店湖北发行所发行1997年5月第1版1997年5月第1次印刷开本：850×11681/32印张：15字数：383千字印数：J一2000ISBN7-307-02401-2/0·178·定价：14.50元本书如有印装质量问题，请寄印刷厂调换
J内容提要本书系统地讲述了真空与介质中的经典电动力学的理论体系（包括基本概念、源理方法）和实际成用。全书内容包括：张量运算，获义相对论，电磁相互作用的酱邀规律，场、似稳场与迅变场的运动规律，电磁波的传播、辐射、散射和衔射，以及电磁场对带电粒子的作用。本转可作为理工科大学和等师范院校各物理专业、无线电技术专业以及相近的物理类专业的教材或参考书，也可供研究生、教师和科研工作者参考。&YeE+
前言到自前为止，已发现自然界存在电磁、弱、强与引万四大相万作用。其中，理解得最透彻的是电磁相作用的规律。这种相互作用规律的经典部分称之为电动万学。它不仅是进一步学习量子电动力学的基础，而且与宏观物理现象乃至于国民经济的联系非常紧密，使得其本身至今仍处于蓬勃发展的进程之中。因此，学习与掌握电动力学对于大学物理专业的学生是非常重要的。本书的目的便是为此而提供一本合适的理论物理教材。学习本书的前提是学生已掌握普通物理学特别是电磁学的基本内容，因而学生已在如何总结实验事实、提炼出物理概念、归纳成物理规律方面受到了较为充分的训练。另一方面，近代物理的发展进程证明：根据以往的实践基础，从物理世界的第一性原理包括各种对称性、自洽性的要求（如洛仑兹协变性、规范不变性等）等（它建立在大量实践的基础七）出发，剔除不合理的部分，挑选出合理的部分，形成新的理论，提出新的预言，并由实验来进行检验，也是研究、探索物理规律的一种力法，这便是理论物理学的研究方法。这一方法在物理学的发展进程中起过并正在发挥其重要作用。在学生学完普通物理学之后，进行这后一种研究方法的训练对于全面提高（理丁科）学生分析问题、解决问题能力来说，是十分必要的。而电动力学作为一门理论体系相当成熟的学科，是对学生进行理论物理学研究方法训练的最好场所。基于上述考忠，我们一反日前一些电动力学教材的流行作法，将狭义相对论、规范不变性与从分析学中总结出来的最小作用举原理提到首要地位。因为止如朗道所述，一个全面的、在逻辑上连贯而严谨的电磁相互作用理论，自然应
1!以狭义相对论作为讨论的基础。男“方面，电磁场作用下的带电粒子的运动方程落仑兹力公与在外源作期下的电磁场的运动方程麦克斯韦力程组将作为上述提到的第性原理的结果而出现。因而，本书理论的叙述方式与朗道的体系类似（参见朗道：场论，中译本，1959年）。所不同的是：我们不限于真空中的电动力学，并采用了经典场理论的一般描述。同时，为了拓觉本书的适用面，我们来用了尽可能简捷的叙述方式；在严密性和简明性不可兼顾的某些情形下，我们将简明的叙述方式附加其中以供教师选用。在取材上，本书只选缎了娜些最基本、最重要的内容；同时，对某些教科书十一笔带过、但实际上又比较重要的论题进一步进行展开分析，以加深学生对基本概念的正确理解以及加强运用基本的理论分析方法解决实际问题的能力。此外，本书还对某些结论进行了推广，并使某些结果的表述更加简明，物理意义更加明显。为了使学生的数学计算能力与理论物理基础的学习齐头并进，本书还介绍了三维欧氏空间与闵可天斯基空间中的张量运算知识。本书展然是在武汉大学物理系试验班四屈试讲的讲义的基础上修改补充而写成的，但仍觉时间仓促，加之水平有限，错误及疏漏之处在所难免，愿请读者扶止。最后，特别要指出的是：刘福庆、虞国寅等参与了教材大纲及内容取舍方而的讨论，提出了许多宝贵意见，武汉大学教务处、物理系及武汉大学出版社对本书的出版给予了多方面的支持，李桂芳女十花了很多时间进行计算机文字输人，在此一并表示裹心感谢。刘觉平199疗年3月于路珈11
i目录1前 山第一章三维欧氏空间中的张量1.1正交坐标系的转动1412物理量在空间转动变换下的分类11物理量在空间反演变换下的进一步分类121张址代数：151.5张盘分析20816亥姆駕兹定理23617正交油线坐标系25正交出线坐标系中的微分运算2r第二章狭义相对论.2421相对性原理.3222寻找绝对参照系的实验:32MichelsonMorler实验.Fizeau实验.313)恒星光行差的观测..35F2.33光速不变原理.10$2.4特殊洛仑兹变换32.5闵可夫斯基四维时空111.1專件的时空间歸152洛仑兹变换
113闵可夫斯基时空中的张量-155526狭义相对论的时空观念.551时空间隔的分类..572.因果律.3.洛仑兹收缩.591爱因斯坦延缓.6.622：相对论运动学.621速度变换652相继的特殊洛仑兹变换与Thoma-进动3.加速度变换，6x691.多普勒频移5.延迟效应.71.71【a）观看运动的钟.72(）观看运动的物体.782.8相对论粒了动力学7x」四维速度和四维加速度2点粒子的自由运动193点粒子的多普勒效应与轨道偏差834点粒子在外力作用下的运动..x15多粒子系统运动学.86第三章电磁相互作用的基本规律.929283.1带电粒子在电磁场中的运动规律【在电磁场中运动的带电粒子的作用量.9212带电粒子在电磁场中的运动方程9-1..9732电磁场在外源作用下的运动规律1.电磁场与源的相互作用量的普遍形式.972.自由电磁场的作用量.983在外源作用下电磁场的运动方程..1003：电磁场的能动张量定理.1041场的正则能动张量.104
in2.电磁场的能动张量.10511031电磁场的角动量张量定理110！场的正则角动张2电磁场的角动量张量:112..117介质中的麦克斯韦方程组1 171.介质中电荷的运动规律117li】介质的极化11912）介质的磁化121介质中自由电荷的传导1222静止介质中的麦克斯韦方程组1273运动介质中的麦克斯韦方程组1311介质的电磁性质方程1363h介质中电磁场能动量与角动量定理1361.介质中电磁场钠能量定理1372介质中电磁场的动量定理：1373介质中电磁场的角动量定理.1893：麦克斯韦方程组的完备性8波动力程.11()第四章恒定电磁场1151.15641恒定场的基本方程1恒场条件1452静电场基本方程1-163稳恒电流体系的基本方程.148148稳恒电流体系的静电场稳恒电流体系的磁场149152)磁标势法1531一维稳柜电流体系151（）旋转对称的维中流体系44.2恒定场的能母15634.3恒定场唯-性定理13864.4导体系静电叠加原理与静电屏蔽效应160
:116115导体系电容与电势系数和相互作用能.16516导体系静电平衡条件与静电体系稳定性16617格林定理与格林易定理.1Gx作用在导体面上的电场力171性定场的多极展开171！电势的多极展开175艺电场强度的多极展开.3电荷体系与外场的相互作用能的多极展开，.1x01二维电荷分布的电势的多极展开5静磁矢势的多极展开: 1x16电流体系与外场的相互作用能的多极展开1..1851x77局域电流分布在外场所受的力与力矩第五章192恒定场边值问题的解法1092镜像法1:/21格林等效层定理.1912镜像法及实例分析导体平面镜像问题:.191导体球面镜像问题196.199导体柱面镜像河题电介质镜像问题21f201s2分离变量法203！拉普拉斯方程的通解..204【球坐标系中的迎解201(2)柱坐标系中的解205(3）直角坐标系中的通解..2062分离变量法实例分析.206均匀外场中的电介质球均匀外场中的导体柱.20X.209均匀外场中的磁介质球壳211均匀带屯的旋转薄导体球壳215保角变换法