經(jīng)典電動力學(xué)是研究電磁現(xiàn)象的經(jīng)典動力學(xué)理論,與之相對應(yīng)的是量子電動力學(xué)。在一般的大學(xué)物理類課程中,經(jīng)典電動力學(xué)簡稱電動力學(xué),是在普通物理中學(xué)習(xí)了電與磁現(xiàn)象的基本知識之后必修的一門基礎(chǔ)理論課。它的主要內(nèi)容是介紹以麥克斯韋方程為核心的電與磁的統(tǒng)一理論,闡明電磁現(xiàn)象的本質(zhì),研究電磁場的基本屬性、運(yùn)動規(guī)律以及電磁場和帶電物質(zhì)的相互作用,熟悉具有廣泛實際應(yīng)用價值的一些數(shù)學(xué)物理方法,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)而討論狹義相對論。
這里介紹的是一部由作者近年來在新加坡國立大學(xué)給四年級大學(xué)生講授經(jīng)典電動力學(xué)課程的講義發(fā)展而成的教科書。這些講義涵蓋適合高年級本科生或研究生水平的內(nèi)容,闡述非常細(xì)致,沒有跳過那些憑作者的經(jīng)驗覺得學(xué)生不會明顯接受的中間步驟。
通常,學(xué)生們在本科第二年和第三年已經(jīng)學(xué)過電學(xué)和磁學(xué)兩門課,掌握了扎實的基礎(chǔ)知識。這門四年級的課主要處理一些高等電磁學(xué)的內(nèi)容,它們有可能也是研究生課程的一部分。作者申明,在制備講課材料時經(jīng)常參考Julian Schwinger早在上世紀(jì)80年代在加利福尼亞大學(xué)的講課筆記。因此本書部分內(nèi)容可能會與Julian Schwinger與其合作者于1998年出版的“經(jīng)典電動力學(xué)”有一些相似性。
作者所選用的材料,特別強(qiáng)調(diào)了電磁場的一般特征,尤其是電磁輻射的特性,而并沒有企圖講授電磁學(xué)的所有的內(nèi)容。比如在媒質(zhì)或者波導(dǎo)內(nèi)部電磁波的傳播就沒有包括進(jìn)來。
全書內(nèi)容分成了12章:1.麥克斯韋方程; 2.電磁脈沖;3.洛侖茲變換; 4. 3+1維符號說明;5.作用、反作用——相互作用; 6.推遲勢; 7.輻射場; 8.輻射的譜性質(zhì); 9.時間相關(guān)的譜分布;10.同步輻射; 11.散射; 12.衍射。
本書是一部標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)用書,與已有的許多同類教科書相比,作者給予輻射問題較多的篇幅而且加入了一些新穎的和更為實用的內(nèi)容。作者力圖提供一個全面、詳細(xì)、自成一體的闡述,特別是推導(dǎo)很細(xì)致。在本書末尾提供了12章總共96個習(xí)題,并附有部分解答提示。本書采用了cgs單位值,在電動力學(xué)中也稱為高斯單位值。國內(nèi)一些教材通常采用國際單位制(SI)。對于這兩種單位制的轉(zhuǎn)換,本書末尾給出了一個附錄簡單地予以介紹。
應(yīng)該說,對于具有扎實的基本電學(xué)和磁學(xué)知識的本科學(xué)生,這是一部很適合一個學(xué)期使用的經(jīng)典電動力學(xué)教材。對于想要自學(xué)理論物理的學(xué)生,該書也可以選做主要的參考書。
丁亦兵,教授
(中國科學(xué)院大學(xué))