《材料的電磁光基礎(chǔ)（第2版）》以麥克斯韋方程組為核心構(gòu)架，討論了信息工業(yè)的三大要素——存儲(chǔ)、傳輸和輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展歷史，以及這些系統(tǒng)中與電磁光材料和器件相關(guān)的基本理論，涉及的重要系統(tǒng)包括錄音和錄像磁帶、計(jì)算機(jī)硬盤、傳輸線、電路中的無(wú)源器件、電話、無(wú)線通信、天線、波導(dǎo)、光纖、電視和電腦屏幕、復(fù)印、打印、掃描、數(shù)碼照相、太陽(yáng)能電池等�！恫牧系碾姶殴饣A(chǔ)（第2版）》的目的在于引導(dǎo)讀者熟悉信息工業(yè)的核心領(lǐng)域，并且能從材料的基本電磁光性能出發(fā)來(lái)分析問(wèn)題。
《材料的電磁光基礎(chǔ)（第2版）》可作為材料科學(xué)與工程、應(yīng)用物理學(xué)、電工學(xué)專業(yè)的本科生和研究生的教材，也可供信息的存儲(chǔ)和通信工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)和能源工業(yè)的研究人員參考。
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《材料的電磁光基礎(chǔ)（第2版）》以麥克斯韋電磁理論為核心，分析了信息存儲(chǔ)、傳輸、輸入輸出系統(tǒng)中電磁相互作用和信息電子工業(yè)應(yīng)用之間的關(guān)系，著重用計(jì)算方法去解決工業(yè)中常見(jiàn)的各種設(shè)計(jì)形狀的電磁器件的基本性能分析。內(nèi)容包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、電磁問(wèn)題的基本理論、靜電和靜磁問(wèn)題的普適解法、信息存儲(chǔ)工業(yè)和理論、信息的電流傳輸、信息的電磁波傳輸、以及各種信息的輸入輸出系統(tǒng)簡(jiǎn)介。
《材料的電磁基礎(chǔ)》的第一版出版后，作者在教學(xué)中就發(fā)現(xiàn)此書的構(gòu)架還有許多問(wèn)題。恰巧在2007年春，作者剛剛修改完《固體物理》著作的英文版，反過(guò)來(lái)思考了一下《材料的電磁基礎(chǔ)》與基礎(chǔ)物理核心課程和信息工業(yè)要素的關(guān)系。信息處理系統(tǒng)中的半導(dǎo)體電子器件的基本原理已在固體物理中討論過(guò)了，那么其余的三個(gè)要素信息存儲(chǔ)、傳輸和輸入輸出工業(yè)系統(tǒng)就應(yīng)該在這門課程中討論。
考慮到第一版《材料的電磁基礎(chǔ)》原有的課程結(jié)構(gòu)，本書首先加上了第八章，以專門討論信息的輸入輸出系統(tǒng)中的主要材料和系統(tǒng)原理。此后，對(duì)原先的所有章節(jié)也都進(jìn)行了修改，充實(shí)了內(nèi)容。例如，在第七章中，初步介紹了信息理論，更詳細(xì)地探討了光纖中電磁波傳播的問(wèn)題，因?yàn)檫@是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最重要的硬件材料；在第六章中，加入網(wǎng)絡(luò)理論和電話系統(tǒng)簡(jiǎn)介；在第五章中，介紹了光存儲(chǔ)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)的起源，詳細(xì)分析了磁信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的演進(jìn)過(guò)程；在第四章中，把靜電學(xué)和靜磁學(xué)的解析解與數(shù)值解分開(kāi)，使得結(jié)構(gòu)更加清晰；在第二章中，增加了微分方程的簡(jiǎn)述，便于讀者參考。
考慮到上述內(nèi)容的大幅度擴(kuò)充，因此本書的書名以《材料的電磁光基礎(chǔ)》為宜，這與美國(guó)各大學(xué)材料系的研究生基礎(chǔ)課“Electrical，OpticalandMagneticDevices在課程宗旨上是一致的。不過(guò)本書的內(nèi)容廣度應(yīng)該超過(guò)美國(guó)大學(xué)的對(duì)應(yīng)課程。今后，還應(yīng)該向國(guó)內(nèi)外同行學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)每年的內(nèi)容更新，使讀者能不斷接觸最前沿的內(nèi)容。
國(guó)內(nèi)的材料系多半是由冶金系演變而來(lái)的，因此，以前沒(méi)有普遍開(kāi)設(shè)固體物理與材料的電磁光基礎(chǔ)這兩門研究生課，但這兩門課很早就分別在美國(guó)的冶金系或材料科學(xué)與工程系中開(kāi)設(shè)。材料的電磁光基礎(chǔ)與固體物理都是材料科學(xué)與工程專業(yè)中電類材料的主要基礎(chǔ)課。美國(guó)大學(xué)材料系中的研究生固體物理課程往往叫做“：Electrical，
韋丹教授，1988年獲北京大學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位；1993年于美國(guó)University of California San Diego獲物理學(xué)博士學(xué)位；1993～1996年在美國(guó)LIniversity 0f California at San Diego的磁記錄研究中心作博士后；1996年被聘為清華大學(xué)材料系副教授；2000年被聘為清華大學(xué)材料系教授；1999～2005年擔(dān)任教育部先進(jìn)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任；一直從事微磁學(xué)和磁信息存儲(chǔ)系統(tǒng)基本理論的研究工作。已發(fā)表SCI論文20多篇，出版圖書2部。
目錄
第二版前言
第一版前言
第一章 緒論 1
1.1 電磁現(xiàn)象的起源 2
1.2 科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系 5
1.3 電磁研究與各學(xué)科的關(guān)系 8
1.3.1 材料科學(xué)與工程 8
1.3.2 自然科學(xué) 9
1.3.3 其他相關(guān)工學(xué) 11
1.4 本課程的基本內(nèi)容 12
本章總結(jié) 13
參考文獻(xiàn) 14
第二章 電磁問(wèn)題的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 15
2.1 對(duì)稱性與坐標(biāo)系 15
2.2 標(biāo)量、矢量和張量 17
2.3 梯度算符 22
2.4 微分方程 25
2.5 矢量與張量的積分 29
本章總結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 33
本章習(xí)題 33
第三章 麥克斯韋方程組 34
3.1 國(guó)際單位制和高斯單位制 36
3.2 真空及材料屮的麥克斯韋方程組 38
3.3 電磁場(chǎng)、勢(shì)和能量 48
3.4 電磁波譜——麥克斯韋彩虹 52
本章總結(jié) 57
參考文獻(xiàn) 57
本章習(xí)題 58
第四章 靜電與靜磁問(wèn)題 59
4.1 電介質(zhì)與介電常數(shù) 60
4.2 靜電學(xué) 63
4.2.1 退極化矩陣法 65
4.2.2 微分方程與邊值問(wèn)題 68
4.3 鐵磁體 71
4.4 靜磁學(xué) 74
4.4.1 退磁矩陣法 74
4.4.2 微分方程與邊值問(wèn)題 76
4.5 靜電和靜磁問(wèn)題的計(jì)算方法 78
4.5.1 解析計(jì)算方法 79
4.5.2 數(shù)值計(jì)算方法 84
本章總結(jié) 94
參考文獻(xiàn) 95
本章習(xí)題 95
第五章 信息存儲(chǔ)與微磁學(xué) 97
5.1 電子信息存儲(chǔ)的基本原理 98
5.1.1 磁存儲(chǔ)的起源 99
5.1.2 光存儲(chǔ)的起源 101
5.1.3 半導(dǎo)體存儲(chǔ)的起源 103
5.2 磁信息存儲(chǔ)工業(yè) 105
5.2.1 聲音存儲(chǔ)：錄音機(jī) 106
5.2.2 圖像記錄：錄像機(jī) 108
5.2.3 數(shù)據(jù)記錄：硬盤 112
5.2.4 磁記錄技術(shù)的進(jìn)步 115
5.3 微磁學(xué)與磁信息存儲(chǔ)理論 129
5.3.1 微磁學(xué)的起源 131
5.3.2 磁滯回線、磁疇和磁導(dǎo)率的計(jì)算 139
5.3.3 讀寫過(guò)程的微磁學(xué)模擬 162
本章總結(jié) 171
參考文獻(xiàn) 171
本章習(xí)題 173
第六章 電流及其傳輸 174
6.1 穩(wěn)定電流基礎(chǔ) 175
6.1.1 電感的計(jì)算 177
6.1.2 傳輸線 184
6.1.3 網(wǎng)絡(luò) 188
6.2 電話通信 192
6.2.1 電詁接收機(jī) 194
6.2.2 程控交換機(jī) 196
6.2.3 電話網(wǎng) 198
6.3 電流在其他電子系統(tǒng)中的傳輸 200
6.3.1 集成電路中的時(shí)間延遲 200
6.3.2 電視：真空中的粒子電流 203
本章總結(jié) 205
參考文獻(xiàn) 206
本章習(xí)題 207
第七章 電磁波與信息傳輸 209
7.1 電磁波基礎(chǔ) 210
7.1.1 通信與載波 212
7.1.2 電磁波在大氣層和地面的傳播 219
7.1.3 電磁波在材料中的傳播 227
7.2 無(wú)線通信 236
7.2.1 天線：電磁波的發(fā)射與接收 237
7.2.2 波導(dǎo) 243
7.3 光纖通信和網(wǎng)絡(luò) 252
7.3.1 光纖 255
7.3.2 激光器：光纖的光源 261
本章總結(jié) 268
參考文獻(xiàn) 269
本章習(xí)題 269
第八章 信息的輸入輸出 271
8.1 顯示材料 271
8.1.1 白熱光 272
8.1.2 陰極射線熒光 274
8.1.3 光致發(fā)光 279
8.1.4 電致發(fā)光 284
8.1.5 等離子體顯示 289
8.1.6 調(diào)制光——液晶顯不 291
8.2 光電轉(zhuǎn)換器件 294
8.2.1 光導(dǎo)材料的應(yīng)用 295
8.2.2 光電晶體管 301
8.2.3 光伏器件 304
8.3 信息工業(yè)的內(nèi)在一致性 306
本章總結(jié) 307
參考文獻(xiàn) 309
本章習(xí)題 309
索引 311
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