Классическая электродинамика (книга)
 Передняя суперобложка второго издания | |
| Автор | Джон Дэвид Джексон |
|---|---|
| Язык | Английский |
| Предмет | Электромагнетизм |
| Жанр | Научная литература |
| Издатель | Джон Уайли и сыновья |
Дата публикации | 1962, 1975, 1999 |
| Место публикации | Соединенные Штаты |
| Страницы | XXI + 808 + 4 |
| ISBN | 0-471-30932-Х |
| ОКЛК | 925677836 |
Классическая электродинамика — учебник, написанный физиком-теоретиком элементарных частиц и ядерным физиком Джоном Дэвидом Джексоном . Книга возникла как конспекты лекций, которые Джексон готовил для преподавания аспирантов электромагнетизма на уровне сначала в Университете Макгилла , а затем в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн . [1] Предназначен для аспирантов и часто известен как Джексон . для краткости [2] это стандартный справочник по своей теме с момента его первой публикации в 1962 году. [3] [4] [5]
Книга печально известна сложностью поставленных в ней задач и тенденцией рассматривать неочевидные выводы как самоочевидные. [4] [6] Опрос, проведенный в 2006 году Американским физическим обществом (APS), показал, что 76 из 80 опрошенных физических факультетов США требуют, чтобы все аспиранты первого курса прошли курс с использованием третьего издания этой книги. [6] [7]
Обзор
[ редактировать ]Расширенные темы, рассматриваемые в первом издании, включают магнитогидродинамику , физику плазмы , векторную форму теории дифракции Кирхгофа , специальную теорию относительности и излучение, испускаемое движущимися и сталкивающимися зарядами. [8] Выбор Джексоном этих тем ориентирован на студентов, интересующихся теоретической физикой в целом и физикой ядра и высоких энергий в частности. Необходимые математические методы включают векторное исчисление, обыкновенные уравнения и уравнения в частных производных, ряды Фурье , функцию Грина и некоторые специальные функции ( функции Бесселя и полиномы Лежандра ). [9]
Во втором издании были добавлены некоторые новые темы, в том числе параметры Стокса , дисперсионные соотношения Крамерса-Кронига и проблема Зоммерфельда-Бриллюэна. Две главы по специальной теории относительности были полностью переписаны, при этом основные результаты релятивистской кинематики были перенесены в задачи и заменены обсуждением электромагнитного лагранжиана. материалы по переходному Доработаны и столкновительному излучению и мультипольным полям. Добавлено 117 новых задач. [10]
В то время как в двух предыдущих изданиях используются единицы Гаусса , в третьем используются единицы СИ , хотя и только для первых десяти глав. Джексон написал, что это является признанием того факта, что практически во всех учебниках для студентов по электродинамике используются единицы СИ, и признал, что он «предал» соглашение, которое он заключил с Эдвардом Перселлом о том, что они будут поддерживать друг друга в использовании гауссовских единиц. В третьем издании некоторые материалы, например, по магнитостатике и электромагнитной индукции, были переработаны или переписаны, а другие, например, обсуждения физики плазмы, были вообще исключены. Одним из основных дополнений является использование численных методов. Добавлено более 110 новых задач. [11]
Оглавление (3-е издание)
[ редактировать ]- Введение и обзор
- Глава 1: Введение в электростатику
- Глава 2: Краевые задачи электростатики I
- Глава 3: Краевые задачи электростатики II
- Глава 4: Мультиполи , Электростатика макроскопических сред, Диэлектрики
- Глава 5: Магнитостатика , Закон Фарадея , Квазистатические поля
- Глава 6. Уравнения Максвелла , макроскопический электромагнетизм, законы сохранения.
- Глава 7: Плоские электромагнитные волны и распространение волн
- Глава 8: Волноводы , резонансные резонаторы и оптические волокна
- Глава 9: Излучающие системы, мультипольные поля и излучение
- Глава 10: Рассеяние и дифракция
- Глава 11: Специальная теория относительности
- Глава 12: Динамика релятивистских частиц и электромагнитных полей
- Глава 13. Столкновения, потери энергии и рассеяние заряженных частиц, Черенков и переходное излучение
- Глава 14: Излучение движущихся зарядов
- Глава 15: Бремстраль , Метод виртуальных квантов, радиационные бета-процессы
- Глава 16: Затухание излучения , классические модели заряженных частиц
- Приложение о единицах измерения и размерах
- Библиография
- Индекс
Издания
[ редактировать ]- Джексон, Джон Д. (1962). Классическая электродинамика (1-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-43131-1 . OCLC 705218816 .
- Джексон, Джон Д. (1975). Классическая электродинамика (2-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-43132-9 . OCLC 488784931 .
- Джексон, Джон Д. (1999). Классическая электродинамика (3-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-30932-1 . OCLC 925677836 .
Прием
[ редактировать ]Согласно обзору книги Эндрю Зангвилла « Современная электродинамика» , опубликованному в Американском журнале физики в 2015 году , «классический текст по электродинамике последних четырех десятилетий был монументальной работой Дж. Д. Джексона, книгой, из которой большинство физиков нынешнего поколения взяли свои знания». первое блюдо». [4]
Первое издание
[ редактировать ]Л.К. Левитт, работавший в научно-исследовательской лаборатории Боинга, отметил, что первое издание предлагает ясное, всестороннее и самостоятельное рассмотрение электромагнетизма, начиная от закона электростатики Кулона и заканчивая собственными полями и реакциями излучения. Однако она не рассматривает электродинамику в средах с пространственной дисперсией и рассеяние излучения в объемном веществе. он рекомендовал «Электродинамику сплошных сред» Льва Ландау и Евгения Лифшица . В качестве дополнения [8] [примечание 1]
Второе издание
[ редактировать ]Рецензент Ройс Зиа из Политехнического института Вирджинии написал, что, по мнению многих студентов и профессоров, главная проблема первого издания книги заключалась в том, насколько она была математически тяжелой, что отвлекало студентов от основ физики. Во втором издании были рассмотрены многие проблемы, добавлены более глубокие обсуждения и удалены вводящие в заблуждение диаграммы. Расширенные главы, посвященные применению электромагнетизма, приблизили студентов к исследованиям. [12]
Третье издание
[ редактировать ]Физик Уэйн Саслоу из Техасского университета A&M заметил, что к тексту были добавлены некоторые важные новые приложения, такие как волоконная оптика и диэлектрические волноводы , которые имеют решающее значение в современных коммуникационных технологиях, а также источники синхротронного света , ответственные за достижения в физике конденсированного состояния, и что по тексту разбросаны фрагменты вырезанной главы по магнитогидродинамике и физике плазмы. Саслоу утверждал, что обширный опыт Джексона в области электротехники, ядерной физики и физики высоких энергий сослужил ему хорошую службу при написании этой книги. [2]
Рональд Фокс, профессор физики Технологического института Джорджии, высказал мнение, что эта книга хорошо сравнима с «Классическим электричеством и магнетизмом» и Мельбы Филлипс Вольфганга Панофски , а также «Классической теорией полей» Льва Ландау и Евгения Лифшица . [примечание 2] Классическая электродинамика гораздо шире и ставит перед студентами гораздо больше задач. «Ландау и Лифшиц» слишком сложна, чтобы ее можно было использовать в качестве учебника для начинающих аспирантов. Однако проблемы Джексона не относятся к другим разделам физики, таким как физика конденсированного состояния и биофизика. Для достижения оптимальных результатов необходимо заполнить шаги между уравнениями и решить множество практических задач. Предлагаемая литература и ссылки ценны. Третье издание сохраняет репутацию книги благодаря сложности содержащихся в ней упражнений и склонности рассматривать неочевидные выводы как самоочевидные. Фокс заявил, что Джексон — самый популярный текст по классическому электромагнетизму в послевоенную эпоху и что единственная другая выпускная книга сопоставимой известности — «Классическая механика» Герберта Гольдштейна . Однако, хотя текст Гольдштейна столкнулся с конкуренцией со стороны » Владимира Арнольда , «Математических методов классической механики Джексон оставался неоспоримым (по состоянию на 1999 год). Фокс прошел углубленный курс электродинамики в 1965 году, используя первое издание Джексона, и впервые преподавал электродинамику для аспирантов в 1978 году, используя второе издание. [13]
Джагдиш Мехра , физик и историк науки, писал, что текст Джексона не так хорош, как одноименная книга Джулиана Швингера и др . В то время как Джексон рассматривает этот предмет как ветвь прикладной математики, Швингер объединяет их, освещая свойства математических объектов, используемых с физическими явлениями. В отличие от Джексона, Швингер широко использует вариационные методы и функции Грина . Мехра не согласился с использованием единиц СИ в третьем издании, которое он считал более подходящим для техники, чем для теоретической физики. В частности, он утверждал, что электрические и магнитные поля не должны иметь разные единицы измерения, поскольку они являются компонентами тензора напряженности электромагнитного поля . [3] Джексон Сам ответил на отзыв Мехры . [14]
Эндрю Зангвилл, физик из Технологического института Джорджии , отметил неоднозначные отзывы о Джексоне после изучения литературы и обзоров на Amazon. Он отметил, что Джексон часто упускает детали при переходе от одного уравнения к другому, что часто бывает довольно сложно. Он заявил, что четыре разных преподавателя в его школе работали над альтернативой Джексону, используя конспекты лекций, разработанные примерно за десять лет, с целью укрепить понимание студентами электродинамики, а не рассматривать ее как тему прикладной математики. [6]
Томас Петерс из Цюрихского университета утверждал, что, хотя Джексон исторически обучал студентов выполнять сложные математические расчеты, задача, которая, несомненно, важна, электродинамика представляет собой нечто большее, чем это. Он написал, что «Современная электродинамика» Эндрю Зангвилла предлагает «стимулирующий свежий взгляд» на эту тему. [15]
Джеймс Расс, физик-экспериментатор в области высоких энергий из Университета Карнеги-Меллон , придерживался мнения, что примеры сложны, и тонкости физики часто оставляют в качестве упражнений. Он добавил, что «Современная электродинамика» Эндрю Зангвилла — лучший выбор для начинающих аспирантов, но Джексон предлагает более полный охват и остается прекрасным справочным материалом. Он рекомендовал иметь оба продукта на полке. [4]
См. также
[ редактировать ]
- Список учебников по электромагнетизму
- Трактат об электричестве и магнетизме
- Введение в электродинамику (учебник)
- Классическая механика (учебник)
- Общая теория относительности (учебник)
Примечания
[ редактировать ]- ^ См. Курс теоретической физики , Том 8 .
- ^ См. Курс теоретической физики , Том 2 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джексон, JD (1999). «Снимки из жизни физика». Ежегодный обзор ядерной науки и науки о элементарных частицах . 49 : 1–33. Бибкод : 1999ARNPS..49....1J . дои : 10.1146/annurev.nucl.49.1.1 .
- ^ Перейти обратно: а б Саслоу, Уэйн М. (1 января 1999 г.). «ОБЗОР КНИГИ: Классическая электродинамика Джона Дэвида Джексона». Основы физики . 29 (1): 133–135. Бибкод : 1999FoPh...29..133S . дои : 10.1023/а:1018821305089 . ISSN 0015-9018 . S2CID 116645556 .
- ^ Перейти обратно: а б Мехра, Джагдиш (18 февраля 2000 г.). «Классическая электродинамика». Американский журнал физики . 68 (3): 296–298. Бибкод : 2000AmJPh..68..296S . дои : 10.1119/1.19413 . ISSN 0002-9505 . Некоторые биографические подробности о Джексоне в обзоре Мехры не соответствуют автобиографии Джексона. См. статью Джексон (1999).
- ^ Перейти обратно: а б с д Расс, Джеймс С. (22 июня 2015 г.). «Современная электродинамика» . Американский журнал физики . 83 (7): 660–661. Бибкод : 2015AmJPh..83..660R . дои : 10.1119/1.4913414 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Чепмен, Сандра К. (10 января 2002 г.). «Ядерная электродинамика». Американский журнал физики . 70 (2): 191. Бибкод : 2002AmJPh..70..191C . дои : 10.1119/1.1432976 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Перейти обратно: а б с Зангвилл, Эндрю (2013). «Новый учебник для выпускников классической электродинамики» (PDF) . Американское физическое общество . Проверено 2 сентября 2017 г.
- ^ Целевая группа по последипломному образованию в области физики (июнь 2006 г.). Высшее образование по физике. Отчет Объединенной оперативной группы AAPT-APS. Пересмотренный (PDF) . Колледж-Парк, доктор медицины: Американская ассоциация учителей физики. OCLC 1062939013 .
- ^ Перейти обратно: а б Джексон, Джон Дэвид ; Левитт, LC (ноябрь 1962 г.). «Классическая электродинамика» . Физика сегодня . 15 (11): 62. Бибкод : 1962ФТ....15к..62Ж . дои : 10.1063/1.3057859 .
- ^ Джексон, Джон Дэвид (1999). «Предисловие к первому изданию». Классическая электродинамика (3-е изд.). Уайли. ISBN 0-471-30932-Х .
- ^ Джексон, Джон Дэвид (1999). «Предисловие ко второму изданию». Классическая электродинамика (3-е изд.). Уайли. ISBN 0-471-30932-Х .
- ^ Джексон, Джон Дэвид (1999). "Предисловие". Классическая электродинамика . Уайли. ISBN 0-471-30932-Х .
- ^ Джексон, доктор медицинских наук; Зия, Ройс КП (июль 1977 г.). «Классическая электродинамика». Физика сегодня . 30 (7) (2-е изд.): 61. Бибкод : 1977PhT....30g..61J . дои : 10.1063/1.3037637 .
- ^ Фокс, Рональд Ф. (20 августа 1999 г.). «Классическая электродинамика». Американский журнал физики . 67 (9) (3-е изд.): 841–842. Бибкод : 1999AmJPh..67..841J . дои : 10.1119/1.19136 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Джексон, доктор юридических наук (1 июня 2001 г.). «Электромагнитные предшественники Джексона» . Американский журнал физики . 69 (6): 631. дои : 10.1119/1.1286665 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Питерс, Томас (16 января 2014 г.). «Современная электродинамика Эндрю Зангвилла». Современная физика . 55 (1): 49. дои : 10.1080/00107514.2013.868522 . S2CID 122677767 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Зангвилл, Эндрю (2013). Современная электродинамика . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521896979 .