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第1章　经典电动力学的理论基础1

1.1　静电现象的基本规律1

1.1.1　库仑定律1

1.1.2　高斯定理与电场的散度2

1.1.3 静电场的旋度5

1.1.4　高斯定理与库仑定律的关系6

1.2　静磁现象的基本规律6

1.2.1　电荷守恒定律7

1.2.2　磁感应强度　毕奥-萨伐尔定律8

1.2.3　磁场的散度9

1.2.4　磁场的旋度10

1.3　麦克斯韦方程组　洛伦兹力公式12

1.3.1　法拉第电磁感应定律12

1.3.2　位移电流假说　麦克斯韦方程组13

1.3.3　洛伦兹力公式16

1.4　介质的电磁性质　介质中的麦克斯韦方程组17

1.4.1　电介质的极化17

1.4.2　磁介质的磁化21

1.4.3　介质中的麦克斯韦方程组26

1.5　电磁场边值关系27

1.5.1　法向分量的跃变27

1.5.2　切向分量的跃变28

1.5.3　边值关系的综合和推广30

1.6　电磁势及其微分方程31

1.6.1　用势描述电磁场31

1.6.2　规范变换和规范不变性32

1.6.3　辅助条件34

1.6.4　达朗贝尔方程34

1.7　电磁场的能量和能流密度矢量36

1.7.1　电磁作用下能量守恒定律的一般形式36

1.7.2　电磁场能量密度和能流密度表示式37

1.7.3　电磁能量的传输38

1.8　电磁场的动量和动量流密度张量40

习题44

第2章　静电场48

2.1　静电标势及其边值问题48

2.1.1　静电场的标势48

2.1.2　静电势的微分方程和边值关系51

2.2　静电边值问题的唯一性定理53

2.2.1　唯一性定理的重要意义53

2.2.2　介质分区均匀时的唯一性定理53

2.2.3　有导体存在时的唯一性定理56

2.3　拉普拉斯方程的分离变量法60

2.3.1　通解的形式60

2.3.2　求解的具体方法61

2.4　静电镜像法65

2.4.1　求解的基本思想65

2.4.2　求解的具体方法66

2.5　静电场的多极展开73

2.5.1　电多极展开的物理思想73

2.5.2　多元函数泰勒展开75

2.5.3　电势的多极展开76

2.5.4　电多极势　展开式中各项的物理意义77

2.6　静电场的能量　广义力81

2.6.1　静电场能量81

2.6.2　电荷体系在外电场中的能量82

习题85

第3章　静磁场91

3.1　静磁矢势及其边值问题91

3.1.1　矢势　库仑规范条件91

3.1.2　矢势微分方程及其一般解92

3.1.3　矢势边值关系93

3.1.4　静磁场边值问题的唯一性定理及其应用95

3.2　磁标势和磁荷的概念97

3.2.1　磁标势及其引入的条件97

3.2.2　磁标势的定解问题98

3.3　静磁场的多极展开102

3.3.1　矢势的多极展开102

3.3.2　磁偶极矩的场和磁标势103

3.4　静磁场的能量　广义力104

3.4.1　静磁场的能量104

3.4.2　电流系统与外磁场的相互作用能105

3.4.3　小区域内电流分布在外磁场中的能量106

3.4.4　外磁场对电流系统的作用力和力矩106

3.4.5　磁偶极子在外磁场中的势能U（1）与相互作用能Wi的关系107

3.5　超导体电动力学108

3.5.1　零电阻现象109

3.5.2　临界磁场109

3.5.3　完全抗磁性——迈斯纳效应111

3.5.4　伦敦方程112

3.5.5　居间态114

3.5.6　超导体应用的前景116

习题118

第4章　电磁波的传播122

4.1　平面电磁波122

4.1.1　电磁场波动方程122

4.1.2　时谐电磁波　亥姆霍兹方程123

4.1.3　平面电磁波解125

4.1.4　平面电磁波的能量和能流127

4.1.5　单色平面电磁波的偏振性质129

4.2　电磁波在介质界面上的反射和折射130

4.2.1　反射和折射定律131

4.2.2　振幅关系　菲涅耳公式132

4.2.3　全反射134

4.3　电磁波在导体界面上的反射和折射137

4.3.1　导体内的自由电荷分布137

4.3.2　良导体内单色电磁波的传播138

4.3.3　穿透深度140

4.3.4　导体表面上的反射141

4.3.5　辐射压力143

4.4　电磁波在金属波导管中的传播145

4.4.1　高频电磁能量的传输145

4.4.2　矩形波导中的电磁波146

4.4.3　截止频率和截止波长149

4.4.4　TE10波的电磁场和管壁电流150

4.5　谐振腔中的电磁波152

习题154

第5章　狭义相对论与相对论物理学159

5.1　相对论的实验基础159

5.1.1　相对论产生的历史背景159

5.1.2　相对论的实验基础161

5.2　相对论的基本原理　洛伦兹变换164

5.2.1　相对论的基本原理164

5.2.2　洛伦兹变换164

5.3　相对论的时空理论167

5.3.1　间隔　间隔不变性167

5.3.2　类时间隔　因果律对速度的限制170

5.3.3　类空间隔　同时的相对性171

5.3.4　运动尺度的缩短172

5.3.5　运动时钟的延缓173

5.3.6　“尺缩”、“钟慢”的实验证明176

5.3.7　速度变换公式179

5.4　相对论理论的四维形式181

5.4.1　四维空间的正交变换181

5.4.2　物理量的分类　n阶张量185

5.4.3　物理规律的协变性192

5.5　电动力学基本定律的协变形式193

5.5.1　四维电流密度矢量193

5.5.2　四维势矢量195

5.5.3　电磁场张量　麦克斯韦方程组的协变形式197

5.6　相对论动力学基本方程202

5.6.1　能量-动量四维矢量202

5.6.2　质能关系204

5.6.3　相对论力学方程207

5.6.4　相对论的洛伦兹力公式208

5.7 电磁场中带电粒子的拉格朗日函数和哈密顿函数210

5.7.1　电磁场中的拉格朗日函数和拉格朗日方程211

5.7.2　电磁场中的哈密顿函数和哈密顿方程212

5.7.3　非相对论情形213

习题214

第6章　电磁波的辐射219

6.1　电磁势的推迟解219

6.1.1　求解的思想和步骤219

6.1.2　求解过程220

6.1.3　推迟势的物理意义222

6.2　电偶极辐射　短天线的辐射223

6.2.1　计算辐射场的一般公式223

6.2.2　磁矢势的多极展开224

6.2.3　偶极辐射224

6.2.4　辐射能流　角分布　辐射功率228

6.2.5　短天线的辐射　辐射电阻229

6.3　半波天线和天线阵的辐射230

6.3.1　半波天线230

6.3.2　天线阵232

6.4　李纳-维谢尔势及其辐射电磁场234

6.4.1　任意运动带电粒子的势234

6.4.2　偶极辐射237

6.4.3　任意运动带电粒子的电磁场238

6.5　相对论性带电粒子的辐射239

6.5.1　高速运动带电粒子的辐射功率和角分布239

6.5.2　轫致辐射241

6.5.3　同步辐射242

6.6　辐射的频谱分析244

6.6.1　频谱分析的基本公式244

6.6.2　低速运动带电粒子在碰撞过程中的辐射频谱247

6.6.3　同步辐射频谱248

6.7　切伦柯夫辐射250

习题254

第7章　带电粒子和电磁场的相互作用258

7.1　带电粒子的电磁场对粒子自身的反作用　谱线的自然宽度258

7.1.1　电磁质量258

7.1.2　辐射阻尼力259

7.1.3　谱线的自然宽度260

7.2　电磁波的散射和吸收　介质的色散262

7.2.1 自由电子对电磁波的散射263

7.2.2　束缚电子的散射265

7.2.3　电磁波的吸收267

7.2.4　介质的色散267

习题269

参考书目270

附录271

附录Ⅰ 矢量分析中的常用公式271

附录Ⅱ 矢量分析及张量计算初步274

附录Ⅲ　物理常数表284