电磁学专题研究

  《电磁学专题研究》*“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，“是九五”国家*重点教材和*高等学校理科物理学和天文学教学指导委员会“九五”规划教材。全书内容十分丰富，涵盖了电磁学及与之相关学科的各个方面。书中对教学主干内容的基本概念和基本规律的准确表述及其历史形成过程，关键性实验，各个时期物理学界大师们对揭示和认识自然规律的执著追求以及在新实验结果前修正甚至摒弃旧有观念的勇气和努力，都有翔实资料和恰如其分的评述。书中涉及的不少与电磁学相关的近代物理专题，采取了突出物理图像避免过多数学手段的处理方法，有效地处理了如何在基础物理教学中介绍物理学前沿工作成果的问题。
《电磁学专题研究》是一本以大学物理教师为主要对象的教学参考书，也可供大学生和中学物理教师参阅。

陈秉乾，北京大学物理学院教授，1959年北京大学物理系毕业后留校任教。曾任北京大学普通物理教研室主任、北京大学物理系学术委员会委员、*物理学与天文学教学指导委员会基础物理教学指导小组成员、全国高等学校电磁学研究会理事长等。著作有《电磁学》《电磁专题研究》《物理学难题集萃》《物理教学的理论思考》等。
舒幼生，北京大学物理学院教授。曾任北京大学物理学院基础物理教学中心主任，以及承担国际物理奥林匹克中国代表队的选拔、培训和领队参赛工作等。著作有《力学（物理类）》《力学习题与解答》《奥赛物理题选》《奥赛物理试题选》《电磁专题研究》《物理学难题集萃》《物理教学的理论思考》等。
胡望雨，北京大学物理学院教授，1959年北京大学物理系毕业后留校任教。著作有《电磁专题研究》《物理学难题集萃》《物理教学的理论思考》等。

章 电磁学基本实验定律的建立 １
§ １ 概述 １
§ ２ Ｃｏｕｌｏｍｂ 定律 ５
§ ３ Ｏｅｒｓｔｅｄ 实验，Ｂｉｏｔ?Ｓａｖａｒｔ?Ｌａｐｌａｃｅ 定律和 Ａｍｐｅｒｅ 定律 ３１
§ ４ Ｏｈｍ 定律 ５１
§ ５ Ｆａｒａｄａｙ 电磁感应定律 ５６
第二章 Ｍａｘｗｅｌｌ 电磁场理论的建立 ６９
§ １ 概述 ６９
§ ２ 超距作用和近距作用观点的早期论争 ７３§ ３ 静电学的势理论，Ｇａｕｓｓ 定理和 Ｓｔｏｋｅｓ 定理 ７４
§ ４ Ｎｅｕｍａｎｎ 和 Ｗｅｂｅｒ 的超距作用电磁理论 ７７
§ ５ Ｆａｒａｄａｙ 的学术成就和物理思想 ９２
§ ６ Ｔｈｏｍｓｏｎ 的类比研究 １０３
§ ７ Ｍａｘｗｅｌｌ 的《论 Ｆａｒａｄａｙ 力线》（１８５５—１８５６） １０４
§ ８ Ｍａｘｗｅｌｌ 的《论物理力线》（１８６１—１８６２） １１５
§ ９ Ｍａｘｗｅｌｌ 的《电磁场的动力学理论》（１８６５） １２９
§ １０ 建立 Ｍａｘｗｅｌｌ 方程组的其他途径 １４９
§ １１ Ｍａｘｗｅｌｌ 传略 １５９
第三章 Ｌｏｒｅｎｔｚ 电子论 １７５
§ １ 两种观点，两个学派 １７５
§ ２ Ｍａｘｗｅｌｌ 电磁理论的局限和不足 １７９
§ ３ Ｌｏｒｅｎｔｚ 电子论的萌芽 １８１
§ ４ Ｌｏｒｅｎｔｚ 电子论的创立 １９０
§ ５ Ｌｏｒｅｎｔｚ 的“本地时间”和对应态原理 ２００
§ ６ 长度收缩假设 ２０４
§ ７ 光行差现象和 Ｄｏｐｐｌｅｒ 效应 ２０８
§ ８ Ｐｏｉｎｃａｒｅ 的批评及 Ｌｏｒｅｎｔｚ 变换的后形式 ２１１ 附录 Ａ ２１８ 附录 Ｂ ２２０ 附录 Ｃ ２２４ 附录 Ｄ ２２７ 参考文献 ２２９
第四章 物质的电磁性质 ２３０
§ １ 物质的磁性 ２３０
§ ２ 电介质的极化及相关性质 ２４５
§ ３ 金属电子论 ２５５
§ ４ 超导体 ２７０
第五章 光和电磁作用 ２９１
§ １ 磁致旋光效应 ２９２
§ ２ Ｚｅｅｍａｎ 效应 ３０９
§ ３ 其他磁光效应 ３１８
§ ４ 电光效应 ３１９
第六章 带电粒子在电磁场中的运动 ３３２
§ １ 带电粒子在均匀、恒定磁场中的运动 ３３３
§ ２ 带电粒子在均匀、恒定电磁场中的运动，电漂移 ３３５
§ ３ 带电粒子在弱非均匀、恒定磁场中的运动，横向梯度漂移和 曲率漂移 ３４０
§ ４ 浸渐不变量———磁矩 μ ３４８
§ ５ 磁镜效应，等离子体的磁约束，Ｖａｎ Ａｌｌｅｎ 带 ３５１ 参考文献 ３５４
第七章 磁流体力学 ３５５
§ １ 何谓等离子体 ３５６
§ ２ 等离子体的主要特征量：等离子体振荡频率 ωｐ 和 Ｄｅｂｙｅ 长度 λＤ ３５７
§ ３ 等离子体物理的研究方法 ３６３
§ ４ 磁流体力学方程 ３６４
§ ６ 磁流体静力学———等离子体在磁场中的平衡 ３７２
§ ７ 磁流体力学不稳定性 ３７７
§ ８ 磁流体力学波 ３８１
第八章 电磁学的一些重要实验 ３８４
§ １ 概述 ３８４
§ ２ Ａｒａｇｏ 圆盘实验 ３８６
§ ３ Ｈｅｒｔｚ 电磁波实验———Ｍａｘｗｅｌｌ 电磁场理论和光的电磁理论的 实验验证 ３８８
§ ４ Ｆｒｅｓｎｅｌ 曳引系数和 Ｆｉｚｅａｕ 实验 ３９７
§ ５ Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ－Ｍｏｒｌｅｙ 实验 ４０１
§ ６ Ｔｒｏｕｔｏｎ－Ｎｏｂｌｅ 实验 ４０６
§ ７ Ｊ．Ｊ． Ｔｈｏｍｓｏｎ 阴极射线实验——— ｅ ｍｅ 的测定，电子的发现 ４１２
§ ９ Ｍｉｌｌｉｋａｎ 油滴实验———电子电量 ｅ 的测定 ４２２ 参考文献 ４２７
第九章 相对论电磁场 ４２９
§ １ 狭义相对论的基础与 Ｅｉｎｓｔｅｉｎ 时空观 ４２９
§ ２ 相对论的时空变换与电磁场方程的协变性 ４３７
§ ３ 运动介质中的电磁波 ４５５
§ ４ 运动介质界面上电磁波的反射与折射 ４７７
第十章 电磁学若干基本问题的近代研究 ４９６
§ １ 经典电磁理论的困难 ４９６
§ ２ 电子运动的量子力学理论 ５０８
§ ３ 量子电动力学以及相互作用的统一 ５３０
第十一章 电磁学教学中的一些疑难问题 ５５７
§ １ 迎接挑战———关于电磁场的教学 ５５７
§ ２ 静电场电势零点的选择 ５６６
§ ３ 静电平衡条件下导体的面电荷分布 ５７５
§ ４ 稳态电磁场的动量和角动量 ５９１
§ ５ 载流直螺线管的磁场 ６０３
§ ６ 感应电动势的两种表示法 ６１８
§ ７ 关于在教学中建立宏观 Ｍａｘｗｅｌｌ 方程组和描述介质中电磁场的 若干讨论 ６２７
人名索引 ６４８

  《电磁学专题研究》*“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，“是九五”国家*重点教材和*高等学校理科物理学和天文学教学指导委员会“九五”规划教材。全书内容十分丰富，涵盖了电磁学及与之相关学科的各个方面。书中对教学主干内容的基本概念和基本规律的准确表述及其历史形成过程，关键性实验，各个时期物理学界大师们对揭示和认识自然规律的执著追求以及在新实验结果前修正甚至摒弃旧有观念的勇气和努力，都有翔实资料和恰如其分的评述。书中涉及的不少与电磁学相关的近代物理专题，采取了突出物理图像避免过多数学手段的处理方法，有效地处理了如何在基础物理教学中介绍物理学前沿工作成果的问题。
《电磁学专题研究》是一本以大学物理教师为主要对象的教学参考书，也可供大学生和中学物理教师参阅。

陈秉乾，北京大学物理学院教授，1959年北京大学物理系毕业后留校任教。曾任北京大学普通物理教研室主任、北京大学物理系学术委员会委员、*物理学与天文学教学指导委员会基础物理教学指导小组成员、全国高等学校电磁学研究会理事长等。著作有《电磁学》《电磁专题研究》《物理学难题集萃》《物理教学的理论思考》等。
舒幼生，北京大学物理学院教授。曾任北京大学物理学院基础物理教学中心主任，以及承担国际物理奥林匹克中国代表队的选拔、培训和领队参赛工作等。著作有《力学（物理类）》《力学习题与解答》《奥赛物理题选》《奥赛物理试题选》《电磁专题研究》《物理学难题集萃》《物理教学的理论思考》等。
胡望雨，北京大学物理学院教授，1959年北京大学物理系毕业后留校任教。著作有《电磁专题研究》《物理学难题集萃》《物理教学的理论思考》等。