內容簡介
你是不是正在學習電磁學知識呢?你是不是正為電磁學中惱人的符號頭痛不已?你是不是對電磁學很感興趣,想一探其究竟?那麼,對你來說,《漫畫電磁學》再適閤不過瞭。這是世界上*簡單易學的電磁學教科書,它通過漫畫式的情境說明,讓你邊看故事邊學知識,每讀完一篇就能理解一個概念,隻要你跟著主人公的思路走,那麼你肯定能在較短的時間內掌握電磁學的相關知識!
有趣的故事情節、時尚的漫畫人物造型、細緻的內容講解定能給你留下深刻的印象,讓你過目不忘。無論你是學生、上班族還是對電磁學知識感興趣的讀者,活學活用電磁學知識,定會給你的學習、工作與生活增添更多的便利!
作者簡介
遠藤雅守,1993年取得日本慶應義塾大學理工學研究科工學博士。現任日本東海大學理學部物理係教授,研究專業為化學激光、光共振器、電磁脈衝激光與激光加工。
著有EndoandWalterEd“GasLasers”Marcel Dekker Inc(2006),《理科人士的函數計算器》(烏居書房,2009),《貫穿高中和大學的填空式電磁學》(閤著)(講談社,2011)。
內頁插圖
精彩書評
★用漫畫這種形式講數學、物理和統計學,十分有利於在廣大青少年中普及科學知識。
——周恩來、鄧穎超秘書,周恩來鄧穎超紀念館顧問,中日友好協會理事,《數理天地》顧問,全國政協原副秘書長
★用漫畫和說故事的形式講數學,使麵貌冷峻的數學變得親切、生動、有趣,使學習數學變得容易,這對於提高全民的數學水平無疑是功德無量的事。
——“數理天地”雜誌社社長總編,“希望杯”全國數學邀請賽組委會命題委員會主任,周國鎮
★用漫畫的形式,講解日常生活中的數學、物理知識,更能讓大傢感受到數學殿堂的奧妙與樂趣。
——《光明日報》原副總編輯,中華炎黃丈化研究會常務副會長,魯諄
★科學漫畫是幫助學習文科的人們用形象思維的方式掌握自然科學的金鑰匙。
——中國人民大學外語學院日語專業主任,大學日語教學研究會會長,成同社
★在日本留學的時候,我在電車上幾乎每次都能看到很多年輕的白領看這套圖書,經濟實惠、圖文並茂、淺顯易懂,相信這套圖書的中文版也一定會成為白領們的手中愛物。
——大連理工大學能源與動力學院博士副教授,寜亞東
★我非常希望能夠在書店裏看到這樣的書:有人物形象、有卡通圖、有故事情節,當然*重要的還有深厚的理工科底蘊。我想這樣的書一定可以大大提升孩子們的學習興趣,降低他們對於高深的理工科知識的恐懼感。
——北京啓明星培訓學校校長
★書中的數學知識淺顯實用,漫畫故事的形式使知識貼近生活,概念更容易理解。
——北京大學數學科學學院博士,張磊
目錄
第1章 何謂電磁學
1.1 什麼是電磁學
1.2 錶示電磁學規律的4個方程式
小結
提高篇
專題
第2章 庫侖定律、電場、電位
2.1 庫侖定律
2.2 矢量場和標量場
2.3 電場
2.4 電位
2.5 電力綫
小結
提高篇
第3章 高斯定理、導體、電介質
3.1 電通密度
3.2 包圍點電荷的麵以及穿過該麵的電通量
3.3 高斯定理
3.4 電通密度矢量和高斯定理的微分形式
3.5 導體
3.6 電介質
小結
提高篇
專題1
專題2
第4章 電流與磁場
4.1 電流的定義
4.2 歐姆定律
4.3 “磁場”的定義
4.4 電流和磁場
小結
提高篇
第5章 安培定律、磁性體
5.1 畢奧.薩伐爾定律
5.2 安培定律
5.3 矢量場的鏇轉和安培定律的微分形
5.4 磁動量和物質的“磁化
5.5 強磁性體和永磁體
5.6 鋼軌槍的原理
小結
提高篇
專題1
專題2
第6章 運動的電磁學和麥剋斯韋方程式
6.1 電磁感應
6.2 法拉第電磁感應定律
6.3 法拉第電磁感應定律的微分形式
6.4 電通量電流和安培定律的擴展
6.5 麥剋斯韋方程式
6.6 電磁波
小結
提高篇
專題
附錄 矢量和標量
參考文獻
前言/序言
大學裏學生們最不喜歡的基礎課老師恐怕就是講電磁學課程的老師吧?對理科所有係彆的學生來說,這是專業必修課,不得不學;但是就連教育係這樣的文科類專業,居然也必須修完這門基礎課,對文科生們來說,其難度可想而知瞭。如果要問他們為什麼覺得電磁學難學,得到的迴答多半是,需要記的定律太多啦!
的確,電磁學裏有很多這樣那樣的定律。但是我們要記住一點:所有這些定律其實都是由電磁學的基本定律——庫侖定律推導而來的。
大約從18世紀末開始,許多物理學傢紛紛發現瞭各種不同的定律,從此“電磁學”這一學科初步形成。然而,早期這些被發現的定律被認為是獨立存在而毫無關聯的,但是很快人們就找到瞭它們之間的關聯性,並最終由物理學傢麥剋斯韋將這些定律統一為“麥剋斯韋方程式”。電磁學形成的曆程此後就像連續劇一樣一集接著一集地上演著——先是後人通過麥剋斯韋方程式認識到當時還不明來源的光其實就是“電磁波”,接著愛因斯坦從對電磁學的更深層次的探索中發現瞭“狹義相對論”。看到這裏,你們是不是對電磁學多少産生些興趣瞭?
但是,要想真正理解電磁學,首先還得瞭解由“嚮量”形成的“嚮量場”及其微分的概念。這也許是導緻大學生們害怕學習這門課程的主要原因吧。上課時,為瞭讓學生們聽得明白,老師會盡可能地用圖形對“嚮量場”加以說明,可盡管如此,每年還是有學生抱怨“內容好難啊!”
統計力學鼻祖玻爾茲曼曾評價麥剋斯韋方程式是“神創造的藝術品”。這件擁有神之美的藝術品,若將理論和算式從中剝離齣去,是不是就無法欣賞瞭呢?這個問題經常在我腦中的某處閃現,逐漸地成為我給自己留下的一道“題”。就在這時,“學習漫畫”係列的主編給我發來瞭寫作邀請。漫畫有時可以錶達齣純文字無法言傳的情景,是一種非常好的錶現方法。也許漫畫這種方式能夠幫助我把在課堂上無法完全傳達到的對電磁學的“所思所想”傳遞給大傢。而且這次擔當故事創作和繪畫繪製的又都是非常優秀的專傢,我相信他們一定能補我之不足,共同完成作品。於是就有瞭大傢現在看到的這本《漫畫電磁學》。
本書不是一本電磁學教科書。她更像是一本嘗試性的讀物——我們嘗試著將教科書無法傳達的電磁場理論的優美之處和趣味所在用不依賴算式的方法傳遞給學習者。學習者如能通過閱讀此書激發起想進人大學真正地學習電磁學的意願,那麼筆者的願望便已達到。
值本書收筆之際,首先嚮繪製本書繪畫的真西先生錶示最誠摯的謝意,他的畫作遠遠超齣瞭我的期待。另外,我還要嚮編寫瞭如此優秀腳本的株式會社TREND-PRO的各位同仁錶示感謝,現在我對漫畫所特有的豐富的錶現力已經深信不疑。最後,我還要感謝歐姆社開發局的各位編輯給我的執筆本書的機會。這是我第一次如此開心地完成一本書的創作。
《奇幻的電磁世界》 簡介 在這本充滿想象力的作品《奇幻的電磁世界》中,我們將踏上一段穿越奇妙電磁現象的史詩級旅程。本書並非枯燥的理論堆砌,而是以引人入勝的故事和生動鮮活的意象,帶您領略電磁力那無處不在、又神秘莫測的魅力。我們將揭示那些隱藏在日常事物背後的電磁原理,讓您恍然大悟,原來我們生活的世界,早已被電磁的絲綫編織得如此絢爛多彩。 您可曾想過,為何指南針總是指嚮北方?那是因為地球本身就是一顆巨大的磁石,它的磁場如同 Invisible 的守護者,指引著迷失方嚮的旅人。本書將帶您潛入地球磁場的深處,理解磁場的形成機製,以及它如何影響著地球上的生命。您將瞭解到,那些微小的鐵粒子,在地球深處流淌,構成瞭這個宏偉的磁場,它不僅保護我們免受宇宙射綫的侵襲,更在無形中塑造著我們所知的世界。 在《奇幻的電磁世界》中,我們還將探索電的奔騰。閃電,那撕裂夜空的巨大火蛇,是自然界最震撼人心的電現象之一。本書將為您詳細解讀閃電的形成過程,從雲層中電荷的積纍,到瞬間的能量釋放,您將感受到電的磅礴力量。更重要的是,我們將探究電的起源,從摩擦生電的簡單實驗,到發電機和電動機的復雜運轉,您將看到人類如何巧妙地駕馭這股強大的力量,為我們的生活帶來光明和便利。 書中,我們還將深入研究電磁波的奇妙世界。無綫電波,它能跨越山海,將聲音和圖像瞬間傳遞到世界各地;微波,它在我們廚房裏加熱食物,又在通信衛星上扮演著重要角色;X射綫,它能穿透人體,幫助醫生診斷疾病;光,這是我們感知世界的最直接的媒介,它本身也是一種電磁波。您將瞭解到,這些看似不同的現象,都源於同一種根本性的力量——電磁相互作用。我們將用生動的比喻和精美的插圖,為您描繪電磁波的傳播方式,解釋它們為何能夠如此高效地傳遞信息。 本書還將帶領您走進微觀的粒子世界,探尋電子和質子之間的吸引與排斥,以及它們如何構成瞭我們所知的物質。您將瞭解到,原子並非堅不可摧的球體,而是由帶有電荷的粒子組成的動態係統。質子帶正電,電子帶負電,它們的相互作用,決定瞭物質的屬性和行為。本書將以一種易於理解的方式,解釋庫侖定律等基本原理,讓您看到微觀世界的“規則”是如何影響著宏觀世界的方方麵麵。 我們將深入探討電磁學在現代科技中的應用。手機的信號傳輸,電腦的芯片運行,醫學影像的生成,甚至是磁懸浮列車的飛馳,都離不開電磁學的支持。本書將通過一個個引人入勝的案例,展示電磁學如何推動著人類文明的進步。您將瞭解到,那些看似高深的技術,其背後都蘊含著深刻的電磁學原理。我們將用通俗易懂的語言,解釋諸如電磁感應、電磁場理論等核心概念,並探討它們如何被巧妙地運用到各種創新産品和技術中。 《奇幻的電磁世界》還將帶您思考電磁學發展史上的偉大人物和他們的發現。從法拉第的電磁感應定律,到麥剋斯韋方程組,再到愛因斯坦的相對論對電磁學的深刻影響,您將看到人類智慧是如何一步步揭開電磁世界的神秘麵紗。本書將穿插一些曆史趣聞和人物故事,讓您在學習科學知識的同時,也能感受到科學探索的魅力和人類精神的偉大。 更令人興奮的是,本書還將觸及一些前沿的電磁學研究領域。您將瞭解到量子電動力學是如何描述光與物質的相互作用,以及它在量子計算和量子通信中的潛在應用。本書還將探討一些關於暗物質和暗能量的猜想,以及它們是否與我們尚未完全理解的電磁現象有關。我們將以一種開放的心態,展望電磁學未來的發展方嚮,激發您對科學探索的熱情。 《奇幻的電磁世界》是一本為所有對科學充滿好奇心的人而寫的書。無論您是學生、工程師,還是僅僅對世界充滿疑問的普通讀者,本書都將為您打開一扇通往奇妙電磁世界的大門。它將挑戰您固有的認知,啓發您深入思考,並最終讓您以全新的視角來審視我們賴以生存的宇宙。本書的目標是,讓您在閱讀的過程中,感受到知識的樂趣,體驗到科學的魅力,並激發您對未知世界的無盡探索欲望。 本書的語言風格力求生動、形象,避免使用過於專業和晦澀的術語。即使是復雜的概念,也會通過類比、故事和圖解的方式進行解釋,確保讀者能夠輕鬆理解。我們相信,科學的魅力在於它的普適性和啓發性,而電磁學,正是這樣一個能夠讓我們理解宇宙運行規律的迷人領域。 因此,如果您渴望瞭解那些無形的力是如何塑造我們的世界的,如果您對閃電的力量感到敬畏,如果您想知道無綫電波是如何穿越時空,那麼,《奇幻的電磁世界》將是您不容錯過的選擇。它將帶您踏上一場令人難忘的科學探險,讓您深刻體會到,我們所生活的這個世界,原來是如此的奇妙和充滿智慧。您將不再僅僅是電磁現象的被動觀察者,而是能夠理解並欣賞它們背後的深刻奧秘。 書籍特點: 故事化敘述: 將抽象的物理概念融入引人入勝的故事和場景中,讓讀者在閱讀中潛移默化地學習。 形象化解讀: 使用生動形象的比喻和豐富的圖解,將復雜的電磁現象可視化,便於理解。 理論與應用並重: 既深入淺齣地講解基礎電磁學原理,又廣泛探討其在現代科技和社會中的實際應用。 曆史人文視角: 穿插電磁學發展史上的重要人物和事件,增加閱讀的趣味性和啓發性。 前沿探索: 簡要介紹當前電磁學研究的熱點和未來發展方嚮,激發讀者的探索欲。 通俗易懂的語言: 避免專業術語的濫用,力求用最貼近大眾的語言進行闡述。 《奇幻的電磁世界》是一次關於電與磁的終極探索,一次關於我們所處宇宙的深度揭秘。它將帶您領略科學的宏偉,感受自然的鬼斧神工,並為您打開一扇通往無限可能的大門。