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好书推荐|《电磁学千题解》

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电磁学

     


电磁学是一门研究电荷、电场、磁场和电磁波等物理现象的科学。它的起源可以追溯到古希腊时期,当时人们发现琥珀摩擦后能吸引轻小物体,这是人类对电现象的最早观察。然而,直到16世纪,威廉·吉尔伯特才开始对这种现象进行系统的研究,并将这种现象称为“电”。

在18世纪,本杰明·富兰克林提出了电荷守恒定律,并引入了正负电荷的概念。他还通过实验发现,电荷可以在导体中流动,这就是电流。这个发现为电磁学的发展奠定了基础。

19世纪初,丹麦科学家汉斯·奥斯特发现了电流可以产生磁场,这是电和磁之间的第一个联系。随后,法国物理学家安德烈-马里·安培提出了安培定律,描述了电流如何产生磁场。这两个发现揭示了电和磁之间的内在联系,为电磁学的发展打开了新的大门。

1831年,迈克尔·法拉第发现了电磁感应现象,即在变化的磁场中会产生电动势。这个发现进一步证明了电和磁之间的紧密联系,并为我们提供了一种将机械能转化为电能的方法。

1864年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组,这是描述电磁场基本规律的四个方程。这四个方程不仅总结了之前的所有电磁学理论,还预言了电磁波的存在。1887年,海因里希·鲁道夫·赫兹通过实验证实了电磁波的存在。

电磁学在现代科学技术中的重要性不言而喻。首先,它是电力工程的基础,我们日常生活中的电力供应、电子设备、通信系统等都离不开电磁学。其次,它是无线电技术的基础,包括广播、电视、手机、无线网络等都是电磁波的应用。再次,它是电子学的基础,电脑、雷达、导航系统、医学影像等都离不开电磁学。此外,电磁学还在核技术中发挥着重要作用,例如,核磁共振成像(MRI)就是利用电磁波和磁场对人体进行无损伤的内部结构成像。

总的来说,电磁学是现代科技的基石,它不仅解释了自然界中的许多现象,还为人类的科技进步提供了强大的工具。在未来,随着科技的发展,电磁学的应用将会更加广泛,其重要性也将进一步凸显。


     

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作者简介

     


 


张之翔


张之翔,男,湖北省黄梅县人,1943年秋,取名为张国英,以同等学力考入黄梅县立初级中学。1945年秋,考入江西景德镇天翼中学, 1946年春转入九江中学。1946年秋改名为张之翔,考入九江同文中学。1947年秋到武汉,入临时中学;1948年春,考入武昌育杰中学。1948年秋,考入武汉大学矿冶系。1950年秋,考入清华大学;1952年秋院系调整,随清华大学物理系调入北京大学。

1953年夏北京大学物理系毕业后,留校任教。历任助教、讲师、副教授、教授,前六年教电学实验课和光学实验课,以后讲授普通物理课和理论物理课;在北大教书近四十年,于 1992年底退休。1988年获北大优秀教师奖。1980一1988年任中美联合招收赴美物理研究生考试(CUSPEA)普物阅卷组组长。1984——1989年任全国高校理科教材编审委员会委员。1988—1990年任Aian-Pacic Physic News编辑。1986—2004年任中国物理学会教育委员会国际交流组成员;2004年起任中国物理学会教育委员会物理教育研究协会成员。1994年起任《国家物理学试题库系统》科研课题领导机构成员兼学科专家组成员。

1986年访问过日本。1991—1992年应邀访问过德国十所大学。在国内外学术期刊上发表过七十多篇论文。1978年发表的《塞曼效应的偏振问题》一文, 经云南师范大学和云南天文台用实验验证是正确的;1980年发表的《晶体转动时非常光的轨迹》一文,解决了晶体内非常光线的进行方向问题,被以后的研究者们引用,并被收入《世界学术文库》(华人卷)第二集; 1981年发表的《感觉器官与物理环境》一文,被收入《中国改革开放二十年. (科技论文)卷》;1983年发表的《人类移居异星球问题》一文,被收入 《中国改革二十年》;2002年发表的《对滑动摩擦力做功问题的分析》一文,被收入《中国科技发展精典文库》 (第三辑)、《当代专家论文精选》(第二卷)和《中国改革与发展理论文集》。

来源:STEM与计算机方法
光学电力电子通信电场理论自动驾驶数字孪生人工智能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-29
最近编辑:4月前
江野
博士 等春风得意,等时间嘉许。
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非线性本构关系 非线性本构关系是描述材料在外界力作用下的应力和应变之间的复杂关系。这一关系在各种科学研究和工业应用中都有着广泛的应用,尤其是在材料科学、土木工程、机械工程和生物力学等领域。线性本构关系是指应力与应变之间存在线性关系,即应力和应变成正比例关系,通常由胡克定律描述。然而,在现实世界中,许多材料的应力与应变之间并非呈线性关系,而是随着应变的增加,应力的变化变得越来越复杂,这就是非线性本构关系。非线性本构关系可以分为弹性、塑性、黏弹性和黏塑性等不同类型。例如,在弹性非线性材料中,应力和应变的关系是可逆的,但并不是简单的线性关系;而在塑性非线性材料中,当应变超过某个临界值后,材料会发生永久变形。此外,还有黏弹性和黏塑性材料,它们的应力和应变关系还会受到时间因素的影响。研究非线性本构关系对于理解和预测材料行为具有重要意义。例如,在建筑工程中,混凝土和土壤等材料通常表现出显著的非线性特性,准确描述这些特性对于结构设计和安全评估至关重要。在生物力学中,人体组织如皮肤、肌肉和血管的力学行为也往往是非线性的,这对于开发医疗设备和治疗方法有重要指导作用。为了描述非线性本构关系,科学家和工程师们使用各种数学模型和实验方法。常见的方法包括利用应力-应变曲线、数值模拟和本构模型,如幂律模型、双线性模型和超弹性模型等。这些模型通过一定的参数和方程式来描述材料的非线性行为,可以为工程设计提供可靠的依据。 关于本书 本书作者介绍了结构分析中最新的非线性本构关系,不仅详细地介绍了不同非线性本构关系的本构框架及其应用范围,还重点介绍了有限元实现过程,并通过单个单元和结构分析进行充分验证,旨在说明不同类型非线性本构关系有限元实现的差异和特点,为开发者提供范例和参考。更为重要的是,所有开发的用户子程序源代码和输入文件均通过二维码方式提供,极大地方便了读者阅读和学习。考虑到ABAQUS在非线性材料本构关系方面的突出表现和用户子程序开发的友好性,本书所有实例均在ABAQUS中完成,读者通过修改相关代码对应的变量可较容易地移植到其他有限元软件中。 目录 ← 左右滑动查看本书目录 → 精彩样章 来源:STEM与计算机方法

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