电磁学(electromagnetism)是研究电磁现象的规律和应用的物理学分支学科，起源于18世纪。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学等等。麦克斯韦电磁理论的重大意义，不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象（包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等），而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。本书是面向学生和初学者，用公式和图表简单易懂地解说电磁学的基本法则及其结构的入门书。有趣的猜谜和专栏，还有各章末的习题可以检查存在的问题。本书主要内容分为基础篇，电荷、静电场篇，电流、静磁场篇，变动电磁场篇，电磁方程式篇。全书以图解为基础，直观易懂，内容全面，讲解深入，理论与实际联系紧密，既有基本原理的介绍，同时也具有良好的实用性和解决实际问题的针对性。

本书以简练易懂的文字和妙趣横生的图画_一对应，建立起一套具有整体性和全局性的概念，包括静电场、电荷、静磁场、磁性极化、电磁感应、位移电流、电磁波的基本概念，以及物理量的基本单位制和量纲体系。为了掌握电磁学的数学原理，本书浅显直观地介绍相关数学工具，如数学分析、偏微分、线积分、面积分、场论、向量分析等。本书的每一章都附加了专栏和提示，介绍一些前沿科学方面的小知识，还对一些经典的概念加以解释，例如，磁场强度日和磁感应强度B(即磁通密度)的历史沿革做了清晰的解读(见7_4节)，这个知识点有利于加深对磁场本质的理解，而且是一般电磁学书籍所忽略的内容。电磁学是一门较难学习的课程，需要对电磁学的概念有深刻的理解，还要求熟练掌握一系列的数学工具。本书经过巧妙设计，适合初学者轻松入门，也适合电气工程师和无线通信行业的技术人员，以及想要扩展知识面、提高解决问题能力的学习者阅读。读者通过阅读本书，能提高解决疑难交直流电路问题、电磁兼容抗干扰问题，以及电磁波传播障碍问题等方面的能力，增强理论水平。

山崎耕造 名古屋大学名誉教授、自然科学研究机构核聚变科学研究所名誉教授、综合研究大学院大学名誉教授。1949年出生于富山县。东京大学工学部毕业，东京大学研究生院工学系研究科博士课程结业，工学博士。曾任普林斯顿大学客座研究员，名古屋大学等离子研究所副教授、核聚变科学研究所教授，名古屋大学研究生院工学研究科教授等。主要著作有《极简等离子体读本》《极简能量读本》《极简相对论读本》《能源与环境的科学》《寓教于乐系列》等。

目录译者的话解读麦克斯韦方程原书前言基础篇第1章电磁学的基础知识1_1电和磁的发现与历史1_2力和场的概念1_3标量和向量1_4向量场的内积和外积1_5场的微分1_6场的积分1_7基本单位和物理量量纲1_8基本单位的定义选择测试题/专栏1综合测试题测试题答案电荷静电场篇第2章静电力2_1静电力2_2电荷和基本电荷量2_3静电感应和静电屏蔽2_4导体和绝缘体2_5质量和电荷守恒定律2_6库仑定律2_7叠加原理选择测试题/专栏2综合测试题测试题答案第3章电荷和电场3_1电力线的定义3_2电通量、电通量密度和边界条件3_3电场的定义3_4电位的定义3_5重力场与电场的比较3_6平板和点电荷的电位3_7电场的高斯定理（积分形式）3_8导体和镜像法选择测试题/专栏3综合测试题测试题答案第4章电介质4_1介电极化4_2电容器4_3各种电容器一4_4各种电容器二4_5电容器的并联和串联4_6静电能量和介电常数4_7作用于平行平板电极的力4_8电介质电容器选择测试题/专栏4综合测试题测试题答案电流静磁场篇第5章直流电路5_1电流和电阻5_2欧姆定律5_3电功率和焦耳热5_4电路和水路的比较5_5电阻的合成5_6电源电路5_7基尔霍夫定律选择测试题/专栏5综合测试题测试题答案第6章电流和磁场6_1电流产生的磁场6_2安培环路定理6_3磁场对电流的作用力6_4电场和磁场中的带电粒子6_5导线形状和磁场结构6_6毕奥萨伐尔定律6_7磁场的高斯定理选择测试题/专栏6综合测试题测试题答案第7章磁性体7_1磁性极化7_2带电体与磁性体的比较7_3电路与磁路的比较7_4从EH对应到EB对应7_5磁矩7_6磁铁的微观结构7_7磁滞现象7_8顺磁性、铁磁性和反磁性选择测试题/专栏7综合测试题测试题答案变化电磁场篇第8章电磁感应8_1楞次定律8_2法拉第电磁实验8_3法拉第电磁感应定律8_4运动导线中的感应电动势8_5自感8_6互感8_7线圈的电感和磁能8_8左手定则和右手定则与电动机和发电机选择测试题/专栏8综合测试题测试题答案第9章交流电路9_1单相交流发电的原理9_2三相交流发电的原理9_3电流和电压的有效值9_4电感电路9_5电容电路9_6用复数表示阻抗9_7功率因数和有功功率选择测试题/专栏9综合测试题测试题答案电磁方程式篇第10章麦克斯韦方程10_1位移电流的引入10_2扩展的安培环路定理10_3麦克斯韦方程的积分形式一10_4麦克斯韦方程的积分形式二10_5高斯散度定理10_6斯托克斯旋度定理10_7麦克斯韦方程的微分形式选择测试题/专栏10综合测试题测试题答案第11章电磁波11_1电磁场的波动方程11_2电磁波的产生11_3按频率分类电磁波11_4电磁波的能量11_5标量势和向量势11_6洛伦兹变换11_7相对论的电动力学选择测试题/专栏11综合测试题测试题答案附录附录A本书使用的物理量的符号附录B电磁学的基本定律（总结）参考文献专栏1神奇的远距离力能获得诺贝尔物理学奖吗18专栏2二次方反比定律是完全正确的吗36专栏3雷击是上升的吗56专栏4大有作为的双电层电容器76专栏5从爱迪生电灯到LED电灯94专栏6超导电磁铁在医疗领域大显身手112专栏7摩西效应能将水分开吗132专栏8用电量首屈一指的设备是电动机152专栏9为什么东西日本的用电频率有所不同170专栏10磁单极子存在吗188专栏11弦和膜能说明重力和电磁力不同吗206

原 书 前 言本书以插图为中心，结合数学公式，阐述了电磁学中电、磁和电磁波的基本定律及其作用原理。为使读者在轻松的心情中加深理解，书中还给出测试题目和知识专栏。本书的第1章首先介绍电与磁发展的历史，然后提出了电磁学的数学基础；第2~4章描述电荷和电介质的静电场；第5~7章描述与电流和磁性材料相伴随的静磁场;第8章和第9章描述电磁感应作用，即随时间变化的电场与磁场之间的相互作用；第10章和第11章总结麦克斯韦方程，这是电磁学或电磁波的基本方程。最后还简要介绍了相对论电磁学的发展现状。本书的每节都是用对开的两页列出文字说明和相应插图，图文对照，以便于学习。在每一章的末尾，都列出了有趣的选择测试题和读者感兴趣的知识专栏。此外，为了加深读者对于知识的理解，作者还撰写了与各章节内容相适应的综合测试题。如果本书能够成为人们对电磁学、物理学以及更广域的科学知识产生兴趣的契机，作者将感到无比欣慰。山崎耕造2023年2月