中美著名大学《电动力学》教材的比较(陈靖)

中美著名大学《电动力学》教材的比较陈靖（南开大学物理科学学院博士、讲师）内容摘要:电动力学是中美大学物理类本科生的必修课程之一，是学生进行基础物理学理论知识训练的核心课程，也是进一步学习更高等的基础课和各类专业课必不可少的准备知识。电动力学的内容包括宏观经典电磁场理论和狭义相对论的理论。通过对中美著名大学《电动力学》主流教材的分析，比较了中美教材的异同点、优缺点，可为我国今后电动力学教学和教材编写提供很好的借鉴。关键词：电动力学；美国教材；中国教材；本科教学；经典电磁理论；狭义相对论《电动力学》是“四大力学”之一，它是物理学、应用物理学专业和依托物理学的各类工科专业本科生的重要基础课程。《电动力学》在普通物理课程《电磁学》、《光学》的基础上，对电磁现象进行深入研究和分析，对电磁实验规律进行归纳和提高，从而揭示电磁场的本质运动规律。《电动力学》课程对于后续物理课程的学习以及从事相关科学研究都具有基础性的重要意义，同时对于学习其它相关专业（如通信技术、电力系统、电子技术、激光技术、光学 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 等）的课程也有重要影响。《电动力学》是学习许多理工科专业课程的基础，也是从事许多领域理工类研究的基础。目前，常见的《电动力学》教学内容包括宏观经典电磁场理论和狭义相对论理论初步。经典电磁场理论部分主要包含电磁场的基本特性、宏观电磁场的运动规律和电磁场与物质的相互作用。主要内容涉及静电场和静磁场、介质在电磁场作用下的极化和磁化、电磁场的激发、电磁场与电荷和电流系统的相互作用、电磁场辐射、电磁波传播等。通过本课程的学习，学生可以深化对电磁理论基本物理量的认识，掌握采用势函数描述电磁场的方法，并能够正确运用矢势和标势研究电磁场；深化对于电场强度、电位移矢量、磁感应强度和磁场强度的理解，熟练掌握电磁场能量和能流密度等物理概念；对电磁理论建立基础的一系列实验定律（如库仑定律、安培环路定理、毕奥－萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律、楞茨定律等）有充分的认识和理解，掌握麦克斯韦方程和通过标势和矢势描述的达郎贝尔方程等并能够熟练运用它们解决相关电磁场问题。“狭义相对论”颠覆了伽利略的经典时空观，时空不再是独立于物质的东西，而是一种客观而具体的物理属性。从历史上看，“狭义相对论”的建立是源于十九世纪末二十世纪初对电磁规律的深入研究，因此，传统上也将“狭义相对论”内容纳入《电动力学》课程教学中。《电动力学》是国内外著名高校物理类学科的必修课程之一，为了进一步提升国内《电动力学》的教学水平，需要我们不断的学习借鉴国外著名大学的教学内容和教学模式，以充实《电动力学》的教学内容，提高我们自身的教学水准。在教材方面，我们选取美国著名高校选用的三本教材：JohnDavidJackson编著的《ClassicalElectrodynamics》、DavidJ.Griffiths和ReedCollege编著的《IntroductiontoElectrodynamics》以及L.D.Landau和E.M.Lifshitz编著的《Electrodynamicsofcontinuousmedia》，国内高校广泛使用的三本教材：郭硕鸿编著的《电动力学》、蔡圣善等编著的《电动力学》以及俞允强编著的《简明电动力学教程》进行比较，通过教材整体架构、教学内容、侧重点、图表习题等编写内容的分析对比，逐步分析了这些教材的优点和不足之处，可为我们今后的《电动力学》教材编写和教学工作提供借鉴。1.美国著名大学《电动力学》主流教材的内容与特色1.1国外教材之一——《ClassicalElectrodynamics（第三版）》教材的内容特点（1）前言本书是一本有着很高知名度的电动力学教材，长期以来被世界多所大学选用。该书自1962年首次出版以来，于1974年再版，2001年第三次出版。与前两版相比，第三版在保留基本经典电动力学内容的基础上，做了不少调整。比如在前10章中采用国际单位制，而在后面的章节中采用高斯制；由于计算仿真电磁学的飞速发展，增加了一些关于边界问题和数学计算方面的内容；删除了等离子体一章，将其部分内容在其他章节体现；增加了一些新的科技发展内容，如光纤、半导体波导管、同步辐射等。本书可作为物理类专业电动力学课程的教材，尤其适合开展双语教学的学校。对于有志出国深造的人员也是必不可少的参考书。（2）作者简介JohnDavidJackson，1952年2月19日生于加拿大，理论物理学家。加利福尼亚大学大学伯克利分校荣誉教授和劳伦斯伯克利国家实验室的资深荣誉科学家。Jackson教授是美国国家科学院院士，以众多关于核物理和原子物理的出版物以及暑期学校讲座闻名。他的《ClassicalElectrodynamics》一书被广泛的选作研究生教材使用。Jackson于1946年在西安大略大学获得物理和数学学士学位，并于1949年于麻省理工大学获得博士学位。1950年至1957年在麦吉尔大学担任数学助教和副教授；1957年至1967年在伊利诺伊大学物理系工作；1967年开始在加利福尼亚大学伯克利分校物理系工作，随后进入劳伦斯伯克利国家实验室工作直至1993年退休。从1950年在麦吉尔大学工作开始，Jackson着手了经典电动力学的编写工作，最终在1962年在伊利诺伊大学工作时期首次出版。该书在作者在伯克利任教期间第二次和第三次出版。（3）教材总体架构与内容简介该书内容丰富，几乎涵盖了当今电动力学的全部内容。全书分为16章，系统全面的介绍了电动力学涉及的各种原理和问题：在综述章节分别介绍了真空、场和源中的麦克斯韦方程，反平方比定律/光子质量，线性叠合，宏观可见介质中的麦克斯韦方程，不同介质间的边界条件以及一些电动力学中的理想化条件；第一章为静电学简介，分别介绍了库伦定律、高斯定律、格林定理、静电场的数值边界条件、拉普拉斯方程、波松方程、能流、电容、二维经典问题的弛豫理论等；第二章和第三章为静电学中的边界问题，分别介绍了镜像法、点电荷及二维情况下的边界条件、有限元法分析静电场、球坐标系下的拉普拉斯方程、对称方位角情况下的边界条件、在球坐标下的格林函数以及混合边界条件等等处理静电学中问题的常用方法；第四章为多极子，宏观电介质中静电学问题，分别介绍了外电场电荷能量分布的多级展开、电介质中的边界条件、分子极化和磁化系数、电介质中的静电场能量；第五章为恒磁场、准静态场问题，分别介绍了毕奥－萨伐尔定律、安培定律、法拉第定律、恒磁场中的边界条件问题、二维恒磁场的数值方法、导体中的准恒磁场等；第六章为麦克斯韦方程、宏观电磁学和守恒定律，分别介绍了麦克斯韦方程、位移电流、平面波的格林方程、波印亭理论、能量和动量守恒定律、电磁场传输理论、磁单极子的讨论、狄拉克量子化情况、极化向量等；第七章为平面电磁波及其传播问题，分别介绍了非传导介质中的平面波、线性和环形偏振、平面界面上的反射和折射、介质、导体、等离子体中的色散、磁流体动力学波、群速度、色散介质中的电磁传播等；第八章为波导、共振腔和光纤问题，分别介绍了导体内部和表面的场、柱状腔和波导、矩形波导中的模式、共振腔中的能量损耗、光纤中的多模式传输、电磁波在金属腔中的传输等；第九章为辐射系统和多级场问题，分别介绍了局域振荡源的场和辐射、电偶极子的场和辐射、波导中孔或局域源的多级展开、电磁场的多级展开、原子和核子的多级辐射、线性Center-Fed天线的多级辐射等；第十章为散射和衍射问题，分别介绍了长波的散射、散射的相关理论、球面波展开、球体对电磁波的散射、衍射理论、巴比涅理论、圆形小孔的衍射、衍射极限等；第十一章为狭义相对论问题，分别介绍了爱因斯坦的两个假设、洛仑兹变换、粒子的相对动量和能量、相对论的时空数学特性、托马斯运动、电磁场的传输、均衡外场或缓变外场中自旋动量的相对论方程等；第十二章为相对论粒子和电磁场的动力学问题，分别介绍了外电磁场中的带点粒子的拉格朗日和哈密顿量、均衡磁场中的动量、均衡电场中的动量、光子质量效应、有效光子质量、守恒定律、协变形式的波方程的解等；第十三章为带电粒子的碰撞、能量损耗和散射、跃迁辐射问题，分别介绍了重入射粒子和自由电子碰撞中的能量传输、硬碰撞中的能量损耗、软碰撞中的能量损耗、切伦科夫辐射、原子的弹性散射、跃迁辐射等；第十四章为运动电荷的辐射问题，分别介绍了李纳-维谢尔势和场、加速电荷的辐射功率及其相对论性推广、加速电荷的辐射角分布、电磁波的汤姆孙散射、准自由电荷对辐射波的散射、相干与不相干散射、渡越辐射等；第十五章为轫致辐射、虚量子方法、辐射性β过程，分别介绍了碰撞时所放出的辐射、库伦碰撞中的轫致辐射、屏蔽效应、虚量子方法、β衰变时的辐射等；第十六章为辐射阻尼和带电粒子经典模式问题，分别介绍了辐射反作用力、自力的阿伯拉罕-洛仑兹算法、电磁能量和电磁动量的协变定义、振子的谱线宽度与能级移动、振子对辐射波的散射和吸收等。（4）该书特色本书内容齐备丰富，从静电学、静磁学开始，对电动力学这门学科作了详细的阐述，而且假定读者已具备某些数学基础(矢量计算、微分方程)，读者并非初次学习这门学科。因此本书内容不在于讨论库仓在律和其它基本定律，而在于对经典电磁学的综述。本书前几章涉及了如下一些问题:力的平方反比律（光子质量）的通常准确度、线性叠加原理的有效范围、电荷和能量差的分立效应。同时也论述了一些普通而必要的论题，诸如不同介质界面上和导体上的宏观场的边界条件。目的是要把经典电磁学前后连贯起来，指出共有效应，并阐述它所包含的一些物理内容。前面这些章节的结论将成为本书以后若干部分理论基础，使读者在学习过程中逐步深入理解电动力学在各相关学科中的建立过程和内涵。本书中加入的同步辐射等内容，是目前国内外研究的热门领域。引入和当今科技发展相关的新内容，丰富了授课内容也开拓了学生的视野。目前关于电磁波的仿真模拟也是研究者们广泛关注的领域，本书作者Jackson教授利用他深厚的物理数学背景，特别用了两章的内容介绍了电磁场边界条件的处理方法和基本的仿真原理，为做仿真模拟的读者提供了必须的基本知识。作者在每章内容的最后都写有参考书和推荐读物，并且对推荐读物进行简单的评析。根据读者的不同水平和需求，由浅入深的罗列参考读物以及书中某些内容的具体讨论和推导。书中每章都配有相关习题，帮助读者深入理解本章介绍的内容，对于个别较为难解的问题，作者细心的附上参考资料由读者参考。（5）该书值得商榷之处或不足之处本书涵盖了电动力学的丰富内容，已经成为了《电动力学》的经典教材之一。在国外是物理类研究生的必读教材。但是由于其过多的内容，并不适合本科生的初次学习。尤其是后面章节过多篇幅的介绍相对论、同步辐射等对于本科生过于高深的理论，给学生的学习带来困难。但本书作为研究生的参考书籍还是非常值得推荐的。另外，本书在前10章中采用国际单位制，而在后面的章节中采用高斯制。虽然作者阐述了这样做的理由，但是这样的定义很容易造成混淆，不利于读者的查阅。1.2国外教材之二——《IntroductiontoElectrodynamics（第三版）》教材的内容特点（1）前言本书是一本面向本科生的优秀教材，由DavidJ.Griffiths编著PrenticeHall出版社出版。该书的第一版出版于1981年，由于其丰富的内容，新颖的叙述风格以及大量完整解出的例题而得到好评，被美国多所大学选为教材。目前我国常见的版本为1999年影印的第三版。在第三版中改动了不少细节，把第一版第七章的两节扩充为新的两章，充实了对麦克斯韦方程物理意义的讨论。本书 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 为两个学期完成授课内容。书中选编了众多的例题和习题，对于理解课程内容，掌握解决实际问题的方法，扩大知识面至关重要。不少题目难度较大，有的直接取自《AmericanJournalofPhysics》。因此有些读者曾建议把习题解答附在书后，但是遭到了作者的强烈反对。他只同意对于某些特别困难的题目提供答案或者简单的提示。作为例外的是，对于集体购买超过一定数量，而且可以证明把本书选作教材的任课教师，可以向出版商索取带有全部答案的教学指南。本书不仅对物理类理工科本科生学习电动力学提供很好的指南和帮助，对于相关专业的研究生和科研人员也受益匪浅。（2）作者简介DavidJ.Griffiths，生于1942年。是美国著名的物理学家和教育家。Griffiths中学毕业于帕特尼中学，然后在哈佛大学深造学习，分别获得了本科学位（1964年）、硕士学位（1966）和博士学位（1970年）。1978年起至里德学院工作，在HowardVollum担任教授。DavidJ.Griffiths编著的三本著名教材：《IntroductiontoElementaryParticles》（粒子物理导论）《IntroductiontoQuantumMechanics》（量子力学导论）和《IntroductiontoElectrodynamics》（电动力学导论）是美国许多一流理工科大学，物理系学生的教学用书，在欧美被认为是最合适、最现代的教材之一。（3）教材总体架构与内容简介本书内容详细又浅显易懂，基本概念解释清晰明了。从最基本的数学分析开始由浅入深逐步解释了电动力学的本质原理。全书共分为12章，全面的介绍了电磁波的基本理论和经典应用。第一章是矢量分析，分别介绍了矢量代数学、微分运算、积分运算、曲线坐标、迪拉克方程、矢量场理论等；第二章是静电场问题，分别介绍了电场的基本概念、静电场的散度和旋度、电势、静电场的能量、电导体等；第三章为静电场的一些特殊方法，分别介绍了拉普拉斯方程、电像法、分离变量法、多极子展开等；第四章为媒介中的电场问题，分别介绍了偏振、偏振情况下的场、电位移、线性电介质等；第五章为静磁学问题，分别介绍了洛仑兹定律、毕奥－萨伐尔定律、磁场的散度和旋度、磁矢势等；第六章为媒介中的磁场问题，分别介绍了磁化、磁化情况下的场、磁场强度、线性和非线性媒介等；第七章为电动力学问题，分别介绍了电动势、电磁理论、麦克斯韦方程等；第八章为守恒定律问题，分别介绍了电荷和能量以及动量等；第九章为电磁波问题，分别介绍了一维情况下的波函数、真空中的电磁波、媒介中的电磁波、吸收和色散、导波等；第十章为电势和电场问题，分别介绍了电势的公式表述、连续场分布、点电荷等；第十一章为辐射问题，分别介绍了偶极辐射和点电荷等；第十二章为电动力学和狭义相对论问题，分别介绍了狭义相对论的特别理论、狭义相对论力学和狭义相对论电动力学等。（4）该书特色本书作为美国众多著名大学本科教材用书，包含了电动力学的全部基本内容，叙述清晰完整。为了是本书能自成完整体系，本书的第一章用了很大篇幅讲述矢量分析，为电动力学的主要数学工具做了充分的准备。这是在其他教材中不能学习到的。作者从一个比较低的起点开始正文的阐述，纳入了一些普通物理学中的电磁学知识，由浅入深的开展全文。本书的公式推导很详尽，这使本书易读易懂，适用于广泛的阅读对象。本书选编了104个例题和530个习题，它们穿插安排在各个章节，成为本书的重要组成部分。它们对于理解课程内容，掌握解决实际问题的方法，扩大知识面至关重要。习题分为容易、中等和较难三个层次，可供不同基础的学生选择。对于难度较大的题目，作者还提供了答案或者提示。书中插图制作精美，这些非常清晰而直观的图像，对于理解物理结果有很大的帮助。（5）该书值得商榷之处或不足之处本书是美国大学选用的主流教材之一，在我国也有很多学校将其列为重要的英文参考书籍。该书的内容设计为两个学期的教学内容，但是我国“电动力学”课程多为一学期授课时间，因此在教学时间安排上恐怕难以讲授全部内容。具体的授课中，我们可以选取重点章节作为详细讲解。此外，作者设计的习题中有些难度过大，学生解答起来有些吃力，可能会打击其学习信心。1.3国外教材之三——《Electrodynamicsofcontinuousmedia（第二版）》教材的内容特点（1）前言本书是L.D.Landau和他的学生E.M.Lifshitz编著的九大卷《理论物理教程》之一。这部著作成书于二十世纪四五十年代，包含了七大部分物理内容：理论力学，热力学和统计物理，场论，非相对论量子力学，相对论量子力学、量子电动力学、场论、基本粒子，连续介质电动力学和连续介质力学，以及两卷数学内容。Landau对他的这些著作不断修订、精益求精，所耗费的心血和精力相当于重新撰写一部新书。他的许多著作分别在美国、日本、中国、英国、波兰、南斯拉夫翻译出版。尤其是在英国还翻译出版了他的全套理论物理学教程。不仅培育了整整一代富有成果的苏联物理学派，也教导了全世界一代又一代的物理学生。本书俄文版于1957年问世，1959年英译版第一版出版，目前为1981年的第二版。第二版中除修正了第一版的印刷错误外，删除了第九章中的电磁波动内容，增加了新的磁特性材料内容、空间色散和非线性光学内容。（2）作者简介L.D.Landau，苏联著名的物理学家。最著名的贡献有“朗道十诫”：量子力学中的密度矩阵和统计物理学(1927)；自由电子抗磁性的理论(1930)；二级相变的研究(1936～1937)；铁磁性的磁畴理论和反铁磁性的理论解释(1935)；超导体的混合态理论(1934)；原子核的几率理论(1937)；氦Ⅱ超流性的量子理论(1940～1941)；基本粒子的电荷约束理论(1954)；费米液体的量子理论(1956)；弱相互作用的CP不变性(1957)。因凝聚态特别是液氦的先驱性理论，被授予1962年诺贝尔物理学奖。Landau1908年1月22日出生于俄国里海边上的石油城巴库（今阿塞拜疆共和国首都）。从小表现出很高的数学天赋，13岁的时候中学毕业，被送到一所经济专科学校。但是他对经济并不感兴趣，第二年进入巴库国立大学同时攻读了两个科系：数学和物理学系以及化学系，成为该校年龄最小的学生。虽然后来逃避继续学习化学，但仍一直维持对这门学科的兴趣。两年后朗道进入列宁格勒国立大学，在这儿他第一次认识到真正的理论物理，并且决定全心投入这方面的研究。1927年从学校毕业后，他进入列宁格勒物理技术学院就读并在21岁时取得博士学位。在苏联政府和洛克菲勒基金会的资助下，Landau得以游历欧洲作研究。1929年，Landau前往哥本哈根来到玻尔研究所，跟从著名物理学家尼尔斯·玻尔等人研究量子力学。在那里，Landau参加了玻尔主持的理论物理讨论班，初步展露出才华。期间，Landau还访问了剑桥和苏黎世。在剑桥时，参访了欧尼斯特·卢瑟福主持的卡文迪许实验室，在那里结识了另一位苏联物理学家彼得·卡皮查。1932年，Landau回到苏联，担任哈尔科夫理工学院的理论部主任，同时开始编写一套物理学教科书。1937年，朗道前往莫斯科，在卡皮查的物理问题研究所担任理论部主任。在苏联肃反运动期间，Landau受到官方调查。1938年4月28日，Landau和他的两位友人因“煽动反革命罪”被捕，囚禁在内务人民委员部的监狱。为此卡皮查曾私底下写信给斯大林担保朗道的行事作为。在卡皮查等人的努力下，一年后朗道获释，不久后他又建立了液氦超流性的理论。Landau曾经参与了苏联的核武器研制计划，在其中进行数值计算方面的工作，并因此两次获得斯大林奖，还在1954年被授予“社会主义劳动英雄”称号。1962年1月7日，Landau经历了一次严重的车祸，震动了整个物理学界。著名物理学家玻尔亲自安排了一流的医生前往莫斯科。车祸严重损害了朗道的身体健康。这年年底，诺贝尔物理学奖授予Landau，表彰他在液态氦的超流体理论方面作出的贡献。由于健康原因，奖项破例由瑞典驻苏联大使在莫斯科代为颁发。由于车祸后健康逐渐恶化，1968年4月1日，Landau去世，享年60岁。Landau十分关心物理教学，他对学生们善于从长处着眼，及早挑选和培养物理学的研究人才。他曾创造出一种著名的9项系列需求考试，设计这种考试是用来识别那些最具有天赋的学生的，这种考试被人们称为理论最小值。参加这项考试必须首先熟练掌握朗道编撰的《理论物理学教程》(全书共分9册，前七册为理论物理学，后两册为数学)。学完这套书后再进行考试，由他亲自监考。考试合格者留在研究生班继续深造，Landau或者他自己的学生亲任导师，精心授课。Landau一生的著作多达120余部，可以说涉及到当时物理学的各个领域。朗道已经出版的高等学校教科书和他关于理论物理学的专著都以论述精确和科学资料丰富为特征。可以说立论明确、叙述扼要、结论清楚。特别是写得深入浅出，一扫当时盛行的以科学为幌子故作高深的恶劣风气，对物理学产生深远影响。E.M.Lifshitz（1915年2月21日-1985年10月29日）是苏联著名物理学家，Landau的学生。他是43名完成Landau“理论最小值”考试中第二个通过的学生。在众多物理学领域都有很重要的贡献。他同Landau一起合著了著名的《理论物理教程》。（3）教材总体架构与内容简介本书主要介绍了连续介质中的电动力学，涵盖了电动力学的基本内容。全书分为十六章，从静电场、静磁场开始逐步深入，讨论了基本的电磁现象以及非线性光学、X射线等电动力学的重要应用。第一章是导体静电学，分别介绍了导体的静电场、静电场能量、静电学问题的解法、导电椭球、导体上的力等；第二章为电介质的静电学，分别介绍了电介质内的静电场、介电常数、介电椭球、混合物介电常数、介电物体的热力学关系式、各向同性电介质的电致伸缩、晶体的介电性质、介电常数的正值性、压电体、铁电体等；第三章为恒定电流，分别介绍了电流密度和电导率、霍尔效应、接触电势差、电毛细现象、温差电现象、扩散电现象等；第四章为静磁场，分别介绍了恒定磁场、晶体的磁对称性、磁体的总自由能、电流系统的能量、线导体的自感、磁场内的力、回转磁现象等；第五章为铁磁性和反铁磁性，分别介绍了居里点附近的铁磁体、磁各向异性能、铁磁体的磁畴结构、反铁磁体的居里点等；第六章为超导电性，分别介绍了超导体的磁性质、超导电流、临界场、中间态等；第七章为准静态电磁场，分别介绍了趋肤效应、复数电阻、准稳态电流电路内的电容、导体在磁场内的运动、加速度对电流的激发等；第八章电磁流体力学，分别介绍了磁场内的流体运动方程、电磁流体力学波、切向间断和旋转间断、冲击波、导电流体湍流运动时的自发磁场等；第九章为电磁波方程，分别介绍了色散不存在时的电介质内的场方程、运动电介质的电动力学、介电常数的色散、高频情况下的介电常数、磁导率的色散、平面单色波、透明媒质等；第十章为电磁波的传播，分别介绍了几何光学、波的反射和折射、金属的表面阻抗、波在不均匀媒质内的传播、互易定理、空腔谐振器内的电磁振荡、电磁波在波导管内的传播、微粒对电磁波的散射和吸收、衍射等；第十一章为各向异性媒质中的电磁波，分别介绍了晶体的介电常数、各向异性媒质内的平面波、单轴晶体的光学性质、双轴晶体的光学性质、电场内的双折射、力学光学效应、磁光学效应、自然旋光性等；第十二章为空间离散，分别介绍了空间里散、自然光学行为、惰性光学媒介中的空间里散、近吸收曲线的空间里散等；第十三章为非线性光学，分别介绍了非线性媒质中的频率变换、非线性介电系数、自聚焦现象、二阶哈密顿量展开、强电磁场、受激拉曼散射等；第十四章为快速粒子通过物质，分别介绍了快速粒子在物质内的电力损耗和契连科夫辐射等；第十五章为电磁波的散射，分别介绍了各向同性媒质内散射的普遍理论、散射的细致平衡远离、频率改变小的散射、气体和液体内的瑞利散射、临界乳化、非晶固体内的散射等；第十六章为晶体内的X射线衍射，分别介绍了X射线衍射的普遍理论、积分强度、X射线的扩散式热散射等。（4）该书特色本书介绍了电动力学的基本概念，详解了电磁学涉及的众多物理内容，也涉及到当时的前沿知识。书中对一些基本概念讲述的非常清楚，让人一目了然，并且归纳总结了众多的电磁物理现象，这在其他教材中是很少见的。本书习题设计由浅入深，能够帮助学生进一步理解所学内容，并通过较难题目的解答，提高对电动力学的认识。此外本书并没有设计复杂的数学推到，没有常见的电动力学教程中浓厚的数学味道，简单从物理角度出发，使学生易看易懂。（5）该书值得商榷之处或不足之处本书是苏联著名物理学家Landau编著的《理论物理教程》中的一个分卷，详细介绍了电动力学的基本理论和经典应用。本书中假设了读者具有了一定的数学基础，因此开篇并没有详尽的介绍矢量计算等电动力学必备的数学概念。这对于没有接触过此类学习的本科生初次学习，带来了很大的难度。并且作为电动力学中的另外一个重要组成部分：狭义相对论，在书中也没有涉及。此外，要全面学习电动力学，还需要阅读Landau《理论物理教程》中的另外一卷：《TheClassicalTheoryofFields》作为补充。当然只是需要学习该书的电磁场部分（除此之外是广义相对论的内容）。当然该书的起点要求也很高，大致结构是从狭义相对论的基本假设开始导出四维形式的Lorentz变换，由间隔猜出自由单粒子的作用量，再在作用量中逐步引入粒子与场的作用项和场的自作用项，并在此过程中导出Maxwell方程组，后面按照普通的电动力学教程展开。看这本书时，了解“电磁场可以用势来描述”是必须的。因此学习Landau的电动力学教程需要综合上述这两本教材，并且具备一定的基础。这些更适合研究生的学习研究，在本科教学中采用此教材是不太适合的。由于在80年代出版，对当代的一些前沿问题没有涉及，书中的符号公式有些和现代的书籍中的表述方式不同，并且排版装帧也没有那么精良。2.美国著名大学《电动力学》主流教材的整体 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 电动力学是大学本科物理专业的一门支柱课程。它和理论力学、热力学和统计物理以及量子力学一起通常称为：“四大力学”，构成对学生进行基础物理学理论知识训练的核心，也是进一步学习更高等的基础课和各类专业课必不可少的准备知识。在自然界已知的四种相互作用力（引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力）中，电磁力使我们了解的最清楚的。它在我们日常的生活与生产活动以及各类技术的进步中起着质疑的支配作用。而电动力学正是介绍电磁规律的理论课程。因此，它不仅是物理专业本科生的必修课，也是范围越来越广的理工科学生选修的课程。美国是当今物理科学乃至各项科技科学最为先进的国家之一，很多世界著名的物理学家都是来自于美国，每年的诺贝尔奖获得者也都有美国大学的贡献。可以说，美国高校为世界科技的发展输送了很多出色的科学家，这些同美国高校重视基础教育是密不可分的。同样，在诸多著名的美国高校内，“四大力学”也是物理类本科生的必修课程之一。借鉴学习美国的教材有利于提高我国高校的教学水平，提升学生的学习能力和对物理本质的深刻理解。在美国，许多物理类教材都属于“包罗万象”式，教科书都是厚厚的一本，因此其不可能在有限的学时内逐节讲授，需要教授另写 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 ，以组织课堂教学。但是不同物理分支的教材具有多样性，在课堂讲授之外，学生可以根据自己的程度和兴趣有所选择。具体到《电动力学》教材，它即具有美国教材的普遍特点，也有其自身的独特之处。首先在教材种类上，美国教材中适合本科生学习的电动力学教材并不多见，这与“四大力学”的其他分支学科很不一样，在其他学科中很容易就可以找到适合各种程度、风格各异的外文教材。而且《电动力学》教材多数都是以研究生为阅读对象的，其内容的深度和广度都不适合本科生的学习阅读。在前面我们分析的三本美国教材中，除了DavidJ.Griffiths的《IntroductiontoElectrodynamics（第三版）》，另外两本教材均属于适合研究生阅读的教材。其次，在教材内容上，编写全面翔实、宽泛、具有时代感。以前面我们分析的三本教材为例，三本教材都涵盖了电动力学的基本概念原理，并且根据电动力学需要数学基础较多的特点，在Griffiths和Jackson的教材中，在开篇都有很特别讲解数学内容的章节。教材在编写内容上由浅入深，从最基本的静电学、静磁学入手到电磁波的传播再到狭义相对论等等，是读者在学习中由易到难，易于掌握。另外关于电动力学的一些扩展概念，例如国内教材中很少设计的“电磁流体力学”等概念，这些教材中也都有所介绍，方便学生有选择的学习和研究生作为研究参考之用。美国的电动力学教材中，往往都会涉及编写年代的一些新科技新技术，具有时代新鲜感。当然，有些书籍编写年代久远，已经不适合我们当代学生的需求。再次，在教材图表装帧方面，美国的教材大多装帧精美，书中图表众多，绘制的也很直观清晰。这些都有利于学生从图像的角度直观理解物理概念。而且，在教材最后，绝大多数书籍都会附有电动力学基本名词索引，方便读者今后的查阅。这在我国教材中是很少见的。最后在习题设计方面，同我国教材类似，多数教材都会在每章最后布置若干思考题。这些题目由易入难逐步帮助学生深入理解所学的内容，对于一些难度较大的题目，有些作者还附有答案或者提示。但是，有些教材中的题目（例如Jackson教材）难度过大，过于依赖数学技巧而不是体现物理本质，这些给学生解答带来了很大的困难，也打击了学生学习的热情和主动性。总之，美国的众多《电动力学》教材的编写基本上都是以学生为中心，教材只是教学信息的载体。在编写全面宽泛的教材内容中，有教师选择讲解、学生根据兴趣扩展学习，这激发了学生的学习兴趣，也乐于接受这些物理知识。而且电动力学的教材编写起点往往较高，需要学生在学习之前具有一定的数学和电磁学只是储备。另外，作者们都很注重近代与经典的融合，在介绍经典物理知识的同时，也及时渗透写作时代的物理学新观点、概念和方法。使学生感受到近代的科技氛围。这些教材中也很重视提高学生的实际解决问题能力，对于具体的电磁场求解问题，作者们详细的介绍各种运算技巧和运算手段，为学生在今后的科研、科技生产中提供了良好的训练。上述这些特点都会为我们今后编写《电动力学》教材、讲授课程提供很好的借鉴。3.中国著名大学《电动力学》主流教材的内容特点3.1国内教材之一——郭硕鸿《电动力学（第三版）》教材的内容特点(1)前言郭硕鸿编著的《电动力学》是国内具有代表性的经典电动力学教材之一。该教材以作者在中山大学物理系讲授电动力学时所编的讲义为基础，根据1977年10月全国高等学校理科物理教材会议制订的教材编写大纲编写而成，并于1979年由高等教育出版社出版，1997年第二次出版。在这个领域里，郭先生以其“清晰的物理概念，直观的物理思维，简洁的数学推导，惜字如金的语言表达”把电磁相互作用理论讲授得明晰透彻，令他一代又一代的学生，获益殊深。郭先生的《电动力学》教材(高等教育出版社)，更以结构精炼严谨，阐述清晰深刻文字简明流畅，适应学科发展且难易适中而取胜，1988年获国家教委高等学校优秀教材一等奖。30多年来，郭先生的《电动力学》在国内一直拥有广泛而深厚的影响,被国内许多高校选为电动力学课程的主讲教材或主要参考书,让中国许多大学一届又一届的物理学生,均能从中受惠。仅第二版自1997年至2008年，发行量就高达40余万册（高等教育出版社提供的数据）。2006年，为适应学科发展与教学实践需要，既要重视基本理论教学，又能扩展学生视野、引导学生关注学科前沿发展动态、训练学生提出问题和解决问题的能力、激励学生的创新精神、为指导学生开展科研实践训练打下良好基础，于2008年出版了郭硕鸿著，黄迺本、李志兵、林琼桂修订的《电动力学》第三版（北京：高等教育出版社，2008），本版被评为“十一五”国家级规划教材。被目前我国众多高校当作《电动力学》的讲授教材使用。第三版在保持原书精炼、严谨的整体结构基础上，除对个别地方做出修改与校订外，主要的改动有：改写了“超导体的电磁性质”，增加了伦敦理论中超导电流与矢势的局域关系、指出伦敦局域理论所给出的磁场在超导体内的穿透深度与实验结果的偏离,增加了皮帕德非局域修正；新增了“光子晶体”、“光学空间孤子”和“原子光陷阱”等近年研究的热点内容。本教材要求的教学工具主要是矢量分析和数学物理方程，要求读者在掌握这些数学知识的基础上进行学习，在教材中不进行这方面详细的数学问题讨论。（2）作者简介郭硕鸿，教授。广东中山人。1928年7月生，中山大学物理系教授，博士生导师(1981年起任)。第六届全国人大代表。1950年毕业于岭南大学物理系。1980年赴美国加利福尼亚大学洛杉矶分校进行基本粒子的研究。历任中山大学副教授、教授，国家教委高等学校理科物理教材编审委员会委员，全国高等教育自学考试指导委员会物理专业委员，高能物理学会理事。从事基本粒子理论的研究。他与人合作在“经典 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 场理论研究”中，用规范不变性首次严格计算了下介子的辐射衰变；对非阿贝尔规范场的磁单极给出无奇异弦的解析表达式；在格点规范理论系统研究中发展了哈密顿变分法，提出了保持连续极限的截断本征方程方法。在格点规范理论研究方面属国内领先，达到国际先进水平。科研成果多次获得国家及省部级自然科学奖。所著的《电动力学》获国家教委高等学校优秀材料一等奖。（3）教材总体架构与内容简介全书分为七章，在电磁学的基础上，系统阐述电动力学的基本理论，着重于电磁现象的基本规律、物理概念和方法的论述。教材中附有一定数量的例题和习题，使读者对电动力学在各方面的应用能有一定的了解。具体的，第一章为电磁现象的普遍规律，分别介绍了电荷和电场、电流和磁场、麦克斯韦方程组、介质的电磁性质、电磁场边值关系、电磁场的能量和能流等；第二章为静电场，分别介绍了静电场的标势及其微分方程、唯一性定理、拉普拉斯方程、镜象法、格林函数、电多极矩等；第三章为静磁场，分别介绍了矢势及其微分方程、磁标势、磁多极矩、阿哈罗诺夫-玻姆效应、超导体的电磁性质等；第四章为电磁波的传播，分别介绍了平面电磁波、电磁波在介质界面上的反射和折射、有导体存在时的电磁波的传播、谐振腔、波导、高斯光束和等离子体等；第五章为电磁波的辐射，分别介绍了电磁场的矢势和标势、推迟势、电偶极辐射、磁偶极辐射和电四极辐射、天线辐射、电磁波的衍射和电磁场的动量等；第六章为狭义相对论，分别介绍了相对论的实验基础、相对论的基本原理、洛仑兹变换、相对论的时空理论、相对论理论的四维形式、电动力学的相对论不变性、相对论力学、电磁场中带点粒子的拉格朗日量和哈密顿量等；第七章为带电粒子和电磁场的相互作用，分别介绍了运动带电粒子的势和辐射电磁场、高速运动带电粒子的辐射、辐射的频率分析、切伦科夫辐射、带电粒子的电磁场对粒子本身的反作用、电磁波的散射和吸收、介质的色散等。（4）该书特色本教材在电磁学的基础上，系统阐述电动力学的基本理论，介绍了电磁现象的物理概念、基本规律和处理电磁系统问题基本方法。作者注重引导读者将直观的物理思维与严谨的数学推导相结合，阐述了作为场源的电荷电流与电磁场的相互制约关系，强调了场分布的物理图像。本书体系完整、结构合理，是本科生的学习电动力学的入门经典教材之一。此外，每次再版作者还精心修订，与时俱进添加新的相关内容。例如，为适应电动力学理论与应用的发展，1997年对教材做出修订并出版了第二版。第二版补充了矢势的物理效应，精炼地阐明了矢势的意义，进一步强调了规范场概念。并吸收了电动力学理论与应用的某些新进展，增补了近代物理学中有关超导体电动力学与等离子体电动力学的基本内容。在第三版增加了伦敦理论中超导电流与矢势的局域关系、指出伦敦局域理论所给出的磁场在超导体内的穿透深度与实验结果的偏离，增加了皮帕德非局域修正；新增了“光子晶体”、“光学空间孤子”和“原子光陷阱”等近年研究的热点内容。此外，本书例题较多、选题恰当、解题思路清晰、方法力求简单，便于读者学习。课后习题均附有正确答案，方便读者自行检验演算结果。对于难度较大的题目，作者也给出了提示。这些为读者理解电动力学及其在近代科学技术中的应用，建立起必要的理论基础。（5）该书值得商榷之处或不足之处本书为适应国内普遍的电动力学教学学时要求（通常为一个学期授课），编写的实验内容编写上相对简练，虽然涵盖了电动力学的主线理论和内容，但是并不能全面系统的展现电动力学的全部内容和精髓。因此本书作为电动力学入门书籍是合适的，但是作为深入研究和学习这些内容是远远不够的。此外，本书作者假定了读者已经具备了一定的数理基础和矢量分析基础，因此没有在书中介绍此部分内容，而只是在最后附录中给出了简单的公式。对于这方便程度不高的读者还需要再去寻找其他数学物理参考书籍，给学习电动力学带来了不便。本书最后也没有电动力学相关物理名词的索引，这也不利于读者的查阅。3.2国内教材之二——蔡圣善等《电动力学（第二版）》教材的内容特点(1)前言蔡圣善等人编著的《电动力学》是国内电动力学的主流教材之一。本书是根据作者在复旦大学物理系多年讲授电动力学课程的讲义的基础上修改补充而成的，是我国电动力学授课的很好的教材蓝本。本书于1984年第一次出版，曾获得国家教委优秀教材一等奖。目前为2002年出版的第二版，是教育部“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，是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”国家级重点教材。全书系统地讲述了经典电动力学的基本概念、基本原理以及处理电磁体系的常用方法。在第二版中，作者对第一版中的不足做出了修订：首先，调整了部分习题，把偏难的题目删除并给出全部习题答案或者提示。其次重新编写了相对论部分，删去了度规张量。对于课堂非必修章节，作者采用了星号标记，方便了教师组织课堂教学。本书可作为高等院校的物理类、电子信息科学类以及电气信息类等专业的教材或参考书，也可供其他专业和社会读者阅读。（2）作者简介蔡圣善，复旦大学教授。1977年恢复高考以后，蔡圣善教授为复旦大学物理系本科生讲授电动力学课程，并在自编讲义的基础上于1984年由复旦大学出版社正式出版了《经典电动力学》一书，此书获得了国家级优秀教材一等奖。并在2002年作为面向21世纪课程教材由高等教育出版社出版了第二版。第二版教材由朱耘、徐建军参与编著。本书著者之一徐建军为复旦大学物理系副教授。已发表学术论文20余篇，出版著作《超对称物理导论》、《数学物理方法解题指导》、《电动力学》（第二版），出版译著《不论》等。主要从事理论物理方面课程的教学和研究工作，开设过电动力学、高等数学、数学物理方法、应用数学、量子场论、群论、天体物理概论等本科生和研究生课程。目前复旦大学精品课程《电动力学》就是有徐建军老师参与讲授的。（3）教材总体架构与内容简介本书介绍了电动力学的经典理论和相关现象、原理。系统阐述了电磁学问题的常见处理方法。全书共分十五章内容。第一章为麦克斯韦方程组，分别介绍了库伦定律、静电场的散度和旋度、安培定律、静磁场的散度和旋度、法拉第定律、麦克斯韦方程组和洛仑兹力、介质中的麦克斯韦方程组、电磁性质的本构关系、交界面上的麦克斯韦方程组的形式、麦克斯韦方程组的完备性、对偶场、磁单极的奇异势等；第二章为电磁场的守恒定律和对称性，分别介绍了电磁场的能量守恒定律、电磁场的动量守恒定律、电磁场的角动量守恒定律、光子的自旋、介质中的电磁能量和动量守恒定律、规范不变性和磁单极的奇异弦、阿哈朗诺夫-博姆效应、电荷的量子化、CPT反演不变性等；第三章为导体和电介质静电学，分别介绍了静电问题、导体静电学、导体系的能量、固有能、相互作用能、静电体系的稳定性问题、格林互易定理、导体表面所受的静电力、电介质静电学、极化率的经典微观模型、晶体电介质、介电常数增加的效应、混合物介电常数的立方根相加律、关于作用在介质上的静电力的讨论等；第四章为静电场边值问题的解法，分别介绍了唯一性定理、静象法、特解法、格林函数法、多极矩法、多极矩同外场的相互作用等；第五章为静磁场，分别介绍了稳定电流分布的普遍定理、磁场的矢势方程和边值关系、静磁场的唯一性定理、二维问题、旋转对称的三维问题、磁偶极子、磁介质中的磁场、永磁体在介质中激发的磁场、作用在磁介质上的静磁力等；第六章为似稳场，分别介绍了似稳场条件、似稳场方程、场的扩散、线型导线中的电工学方程、导体表面层内的场分布、趋肤效应、反常趋肤效应、地球磁场的起源等；第七章为超导电动力学，分别介绍了超导体的电磁性质、伦敦方程、超导体中的电流分布、居间态、磁通俘获和磁通量子化、皮帕非定域理论等；第八章为电磁波的传播，分别介绍了电磁波在非导电介质中的传播、波的偏振和偏振矢量、电磁波在导电介质中的传播、电磁波在等离子体中的传播、各向异性介质中单色平面波的结构、电磁波在介质面上的反射和折射、全反射、电磁波在金属面上的反射和折射、电磁波在非均匀介质内的传播、介电常数的色散定律、介质的色散模型、群速度等；第九章为波导和谐振腔，分别介绍了波导管中的场方程和边界条件、矩形波导、圆柱形波导、波导中的能流和能量的损耗、多连通截面波导、谐振腔、谐振腔的品质因子和本征频率漂移、谐振腔频率的微调等；第十章为等离子体电动力学，分别介绍了等离子体的基本特征、基本方程和广义欧姆定律、磁场的冻结和扩散效应、抗磁性漂移、无作用力磁场与丝状电流、箍缩效应、电磁流体的不稳定性、等旋定律、磁流体力学波和磁声波、等离子体振荡和电磁等离子体波、等离子体的介电常数和朗道阻尼等；第十一章为狭义相对论和相对论电动力学，分别介绍了爱因斯坦的基本假定、闵可夫斯基空间和洛仑兹变换、相对论时空性质、物理规律协变性的数学形式、麦克斯韦方程的协变形式、对偶场张量、电磁场的变换公式、电磁场的不变量、电磁场的能量、动量和角动量的协变形式、相对论力学；第十二章为电磁波的辐射，分别介绍了推迟势、多极辐射、多极辐射的对偶性、线型天线辐射、天线阵、李纳-维谢尔势、运动带电粒子的电磁场、非相对论运动带电粒子的辐射、一般带电粒子的辐射、运动带电粒子辐射的频率分析、切连科夫辐射、跃迁辐射、辐射阻尼和辐射角动量损失、谐振子辐射谱线的自然宽度等；第十三章为电磁波的散射和衍射，分别介绍了自由电子对电磁波的散射、束缚电子对电磁波的散射、偶极求和规则、多电子体系对电磁波的散射、电磁波在宏观物体上的散射、玻恩近似法、光学定理、电磁波在晶体上的衍射、基尔霍夫衍射定理、夫琅禾费衍射、菲涅尔衍射、超声波对电磁波的衍射等；第十四章为电磁理论的拉氏形式，分别介绍了作用量原理、电磁场中带电粒子的拉格朗日函数和哈密顿函数、电磁场的拉格朗日函数、电磁场的哈密顿函数、电磁场的量子性等；第十五章为关于麦克斯韦理论的若干讨论，分别介绍了阿伯拉罕-洛伦兹模型、经典电动力学的适用界限、均匀运动电荷的电磁场的能量、动量的非协变性、庞加莱张力张量、改进麦克斯韦理论的尝试、光子的静质量、电动力学和电荷守恒定律等。（4）该书特色本书是复旦大学物理系蔡圣善、朱耘、徐建军编著的，是他们在多年的教授电动力学课程的讲义基础上总结编写而成。可以说本书是在积累了丰富的课堂教学经验的基础上编写的教学书籍。是复旦大学精品课程电动力学的使用教材，也是我国最为流行的中文教材之一。本书不仅自始至终保持了非常完备和严密的理论体系，而且也比较详细地讨论了经典电动力学的一些基本困难以及为了克服这些困难而作出的努力，这是非常重要的，因为它有助于培养学生独立研究问题的能力，而后者是高等教育的主要目标。书中内容丰富,涉及面广，尽可能地收入了和电磁场理论与实验有关的最新发展。它不仅包括了已经比较成熟的等离子体与成流力学，而且对于磁单极子、规范场、CPT定理以及光子若有不为零的质量所可能引起的物理效应等等都作了比较详细的讨论。使人们读后大有耳目一新之感。在内容叙述上，作者力图把物理模型的直观性和数学工具的简洁性结合起来，充分让学生发挥他们已经掌握的数理知识和技能。例如复变函数、格林函数、数理方程等，不回避必要的数学工具，既可使叙述简洁明了又能提高学生的演绎能力和抽象思维能力。为了便于学生自学和加强对概念的理解，公式的推导过程尽可能详细。本书对于处理问题的理论物理方法给予了充分的注意，例如格林函数的制作，虽然占的篇幅不大，但读后感到图象清楚。对于电动力学的应用方面也给予了充分的关注，特别是微波电动力学方面的讨论相当详尽。书中某些章节的内容作者做了星号标记，对于这些章节在课堂教学中可以不做讲解，而作为教师、学生的参考资料。这既保证了本书的内容完备性，也满足了电动力学教学课时的要求。为了配合教学，每章最后都附有习题和答案，通过例题和习题拓宽学生的知识面，也加深了对所学知识的理解。（5）该书值得商榷之处或不足之处本书是在作者多年从事电动力学教学讲义的基础上编写的，尽管作者力图将本书内容介绍的全面完备，但是由于教学课时的内容，不得不有所取舍。对于某些重要的章节不能删去的，作者做了星号标记，表示课堂上可以不必讲解。但是某些电动力学的内容还是在不得已的情况下删掉了，例如在第二版中，就删去了第一版的相对论部分的度规张量的讨论。因此本书作为本科生教材使用诚然不错，但是对于作为参考读物或者深入学习的书籍就不是那么充分了。此外，习题部分作者删除了难度偏大的习题，虽然这样增加了题目的可做性，但是少了更深层次的理解电动力学的概念的途径。希望作者可能在再版的时候回复这些题目，对于难度确实很大的，可以给予提示或者解答。最后，同国内多数教材一样，附录部分没有基本物理名词索引，不便于读者的查阅。3.3国内教材之三——俞允强《简明电动力学教程》教材的内容特点(1)前言为适应现代化建设的需要，为推动国内物理学的研究、提高物理教学水平，北京大学推出了《北京大学物理学丛书》，请在物理学前沿进行科学研究和教学工作的著名物理学家和教授对现代物理学各分支领域的前沿发展做系统全面的介绍，为广大物理学工作者和物理系学生进一步开展物理学各分支领域的探索研究和学习，开展与物理学密切相关的交叉学科和技术学科的研究和学习提供研究参考书、教学参考书和教材。《简明电动力学教程》是《北京大学物理学丛书》之一，是作者在三十多年教学的基础上编写的。内容包括经典电动力学基础、狭义相对论基础、介质对电磁波传播影响等。本书定位为简明教程，“简”是选材精炼，“明”是讲究教学技巧或艺术性，作者正式考虑到基础课教学的特点，保留了理论的系统性和基本概念的清晰性。书后附有习题和参考答案，还附有作者对本课程教学的说明和体会。本书可作为高等学校物理系电动力学课程教材使用。（2）作者简介俞允强，1937年出生。1959年毕业于北京大学物理系。1982年在意大利的SISSA获天体物理博士学位。现任北京大学教授，理论物理博士生导师。他长期讲授各种理论物理基础课，一直颇获好评。近十余年研究广义相对论和宇宙学，也讲授相关课程。他的研究论文和教学工作都曾多次获奖。所著《广义相对论引论》1989年曾获国家级优秀教材奖。此外著有《电动力学简明教程》、《热大爆炸宇宙学》等。（3）教材总体架构与内容简介本书是作为电动力学基础理论课的教材使用的书籍，体现电动力学经典理论的系统性和基本概念的清晰性，并对电动力学经典做了适当的引申。本书共九章，分别介绍了宏观物体电磁作用的动力学原理和狭义相对论的相关内容。其中，第一章为经典电动力学基础，分别介绍了静电场的方程式、静磁场的方程式、电磁感应定律、麦克斯韦方程、电磁作用下的能量守恒定理、电磁作用下的动量守恒定理、介质的电磁性质、介质中的麦克斯韦方程、介质界面上的电磁规律等；第二章为静电问题，分别介绍了静电势、波松方程、偶极子和四极子、静电场的多极展开、多极子在外电场中的势能、静电边值问题的唯一性定理、静电镜像法、特解叠加法等；第三章为静磁问题，分别介绍了磁场的矢势、圆电流圈的磁场和磁偶极子的概念、静磁场的