现代电动力学

Andrew+Zangwill

电动力学是一门处理电荷与电磁场之间相互作用的基本理论。通常所谓的经典电动力学，仅限于描写宏观可观测的电磁现象，它于19世纪后半叶被证明为麦克斯韦方程组所描述。费曼在他的著名物理学讲义中有一句名言：“从现在起一万年都不会有人怀疑，麦克斯韦发现电动力学规律被公认为19世纪的一个最重要的事件。”无论这一说法是否能够得到证实，麦克斯韦取得的伟大成就对于科学发展史、人类的生产与生活乃至物理学的未来的确都做出了伟大贡献。这正是电动力学与经典力学、统计力学和量子力学一起在物理学核心课程中占有永久位置的根本原因。而在这四门课程中，本书作者认为电动力学最具挑战性。原因之一是它对矢量分析与偏微分方程的数学知识有着更高的要求，而原因之二是求解电动力学问题缺少普适算法而带来困难。当前能够见到的电动力学教材为数众多，各有自己的独特风格、反映作者本人的个人偏爱。从教学角度出发，作者认为找到容易被理解和接受并能吸收最新成果的合适教材并非易事。

本书名为现代电动力学，它以希望深化对电磁学的理解而数学水平又不太低的研究生为读者对象。考虑到它既可作为课堂教学用书，又可作为对广泛读者有用的参考书，作者认为，它与专著相反，应该涵盖学生们必须知道的一切，而不是作者应当知道的一切。但物理学家们对于“学生们必须知道的一切”极少有共识，一般来讲，除了大学教程中所出现的一些核心内容之外，对于研究生课程的讲义的内容往往依赖于作者的研究工作背景。本书作者打算在适当的篇幅下使本书包含有远远超过两个学期课程所需的材料，以适应根据不同的要求选择教学内容。

本书书名中的“现代”并不意味着使用特殊的“现代”数学方法，而是指它包括了近几十年来引人关注的新发展起来的一些重要论题，为此不惜忽略掉或者仅仅略微提及一般教科书中一些熟悉的论题。为了帮助读者学习，本书提供大约120个完全解出的例题。此外，各章后面总共有近600个课后作业题，这些题目中有一些属于大学生水平的技巧性题目，而有一些是直接取自研究文献中具有挑战性的问题。

学生在读懂课文的帮助下积极地完成这些习题能为自己打下良好的基础。

全书内容共分成24章：1.数学预备知识； 2.麦克斯韦方程；3.静电学； 4.电多极矩； 5.导体； 6.电介质； 7.拉普拉斯方程； 8.泊松方程；9， 稳恒电流； 10.静磁学；11.磁多极距；12.磁力和磁能；13.磁性物质； 14.动力学的和准静态场； 15.一般电磁场； 16.真空中的波；17.简单物质中的波；18.色散物质中的波； 19.导波和约束波；20.推迟和辐射； 21.散射和衍射； 22.狭义相对论；23.运动电荷的场； 24.拉格朗日和哈密顿方法。

书末有4个附录： A.重要的符号表； B.高斯单位； C.特殊函数；D.狭义相对论中负号的处理。

本书的写作风格和丰富的内容以及作者深刻的理解力和洞察力使得本书出版后立即得到了许多相关专家、学者的好评，认为这是一部难得的研究生用教科书，而且必将成为一部经典电动力学新的、优秀的经典教材。

丁亦兵，教授

（中国科学院大学）

Ding Yibing， Professor

（University of CAS）endprint