Klasická elektrodynamika (kniha) - Classical Electrodynamics (book)

Klasická elektrodynamika
Jackson-E & M-front-cover.jpg
Třetí vydání předního pláště
Autor John David Jackson
Země Spojené státy
Jazyk Angličtina
Předmět Elektromagnetismus
Žánr Literatura faktu
Vydavatel John Wiley & Sons
Datum publikace
 1962, 1975, 1999
Stránky 808
ISBN 0-471-30932-X
OCLC 925677836

Classical Electrodynamics je učebnice o tomto předmětu, kterou napsal teoretický částice a jaderný fyzik John David Jackson . Kniha vznikla jako poznámky v přednášce, které Jackson připravil pro výukuelektromagnetismu na úrovni absolventů nejprve na McGill University a poté na University of Illinois v Urbana-Champaign . Je určen pro postgraduální studenty av krátkosti takéznámý jako Jackson , od svého prvního vydání v roce 1962 se jedná o standardní referenci na toto téma.

Kniha je proslulá obtížností jejích problémů a tendencí zacházet s nezjistitelnými závěry jako s evidentními. Z průzkumu Americké fyzikální společnosti (APS) z roku 2006 vyplynulo, že 76 z 80 zkoumaných kateder fyziky v USA vyžaduje, aby absolventi prvního ročníku absolvovali kurz pomocí třetího vydání této knihy.

Přehled

Pokročilá témata zpracovaná v prvním vydání zahrnují magnetohydrodynamiku , fyziku plazmatu , vektorovou formu Kirchhoffovy difrakční teorie , speciální relativitu a záření vyzařované pohybujícími se a kolizními náboji. Jacksonova volba těchto témat je zaměřena na studenty se zájmem o teoretickou fyziku obecně a zvláště o fyziku jadernou a vysokoenergetickou. Mezi nezbytné matematické metody patří vektorový počet, obyčejné a parciální diferenciální rovnice, Fourierova řada a některé speciální funkce ( Besselovy funkce a Legendrovy polynomy ).

Ve druhém vydání byla přidána některá nová témata, včetně Stokesových parametrů , disperzních vztahů Kramers – Kronig a problému Sommerfeld – Brillouin. Dvě kapitoly o speciální relativitě byly zcela přepsány, přičemž základní výsledky relativistické kinematiky byly přesunuty k problémům a nahrazeny diskusí o elektromagnetickém Lagrangeově. Byly upraveny materiály o přechodovém a kolizním záření a vícepólových polích. Bylo přidáno 117 nových problémů.

Zatímco předchozí dvě vydání používají gaussovské jednotky , třetí používá jednotky SI , i když pouze pro prvních deset kapitol. Jackson napsal, že to je uznáním skutečnosti, že prakticky všechny vysokoškolské učebnice elektrodynamiky používají jednotky SI a připustil, že „prozradil“ dohodu, kterou měl s Edwardem Purcellem, že se budou navzájem podporovat při používání gaussovských jednotek. Ve třetím vydání byly některé materiály, například materiály o magnetostatice a elektromagnetické indukci, přeuspořádány nebo přepsány, zatímco jiné, například diskuse o fyzice plazmatu, byly zcela odstraněny. Jedním z hlavních doplňků je použití numerických technik. Bylo přidáno více než 110 nových problémů.

Obsah (3. vydání)

Edice

  1. Jackson, John D. (1962). Klasická elektrodynamika (1. vyd.). New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-43131-1. OCLC  705218816 .
  2. Jackson, John D. (1975). Klasická elektrodynamika (2. vydání). New York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-43132-9. OCLC  488784931 .
  3. Jackson, John D. (1999). Klasická elektrodynamika (3. vydání). New York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-30932-1. OCLC  925677836 .

Recepce

Podle recenze Moderní elektrodynamiky Andrewa Zangwilla v časopise American Journal of Physics z roku 2015 „klasickým elektrodynamickým textem za poslední čtyři desetiletí bylo monumentální dílo JD Jacksona, knihy, z níž většina fyziků současné generace vzala své první chod."

První vydání

LC Levitt, který pracoval ve vědecké výzkumné laboratoři společnosti Boeing, uvedl, že první vydání nabízí jasnou, komplexní a samostatnou léčbu elektromagnetismu, která vychází z Coulombova zákona elektrostatiky až k vlastním polím a radiační reakci. Nezohledňuje však elektrodynamiku v médiích s prostorovým rozptylem a rozptylem záření v sypkých hmotách. Jako doplněk doporučil Electrodynamics of Continuous Media od Leva Landaua a Evgeny Lifshitze .

Druhé vydání

Recenzent Royce Zia z Polytechnického institutu ve Virginii napsal, že podle mnoha studentů a profesorů bylo hlavním problémem prvního vydání knihy to, jak matematicky byla kniha těžká, což studenty odvádělo od základní fyziky. Ve druhém vydání bylo řešeno mnoho otázek, byly přidány důvtipnější diskuse a odstraněny zavádějící diagramy. Rozšířené kapitoly o aplikacích elektromagnetismu přiblížily studentům výzkum.

Třetí edice

Fyzik Wayne Saslow z Texas A&M University poznamenal, že do textu byly přidány některé důležité nové aplikace, jako jsou vláknová optika a dielektrické vlnovody , které jsou v moderní komunikační technologii zásadní, a synchrotronové světelné zdroje , zodpovědné za pokrok ve fyzice kondenzovaných látek, a že fragmenty vystřižené kapitoly o magnetohydrodynamice a fyzice plazmatu byly rozptýleny po celém textu. Saslow tvrdil, že Jacksonovo široké zázemí v elektrotechnice, jaderné a vysokoenergetické fyzice mu při psaní této knihy dobře posloužilo.

Ronald Fox, profesor fyziky na Georgia Institute of Technology, se domníval, že tato kniha je srovnatelná s klasickou elektřinou a magnetismem od Melby Phillipsové a Wolfganga Panofského a klasickou teorií polí od Landaua a Lifshitze. Klasická elektrodynamika je mnohem širší a má mnohem více problémů, které musí studenti vyřešit. Landau a Lifshitz jsou prostě příliš husté na to, aby se daly použít jako učebnice pro začínající studenty. Problémy v Jacksonu se však netýkají jiných oborů fyziky, jako je fyzika kondenzovaných látek a biofyzika. Pro dosažení optimálních výsledků je třeba vyplnit kroky mezi rovnicemi a vyřešit řadu praktických problémů. Doporučené četby a reference jsou cenné. Třetí vydání si zachovává pověst knihy pro obtížnost cvičení, které obsahuje, a pro její tendenci považovat zjevné závěry za samozřejmé. Fox uvedl, že Jackson je nejpopulárnějším textem o klasickém elektromagnetismu v poválečné éře a že jedinou další absolventskou knihou srovnatelné slávy je Classical Mechanics od Herberta Goldsteina . Zatímco však Goldsteinův text čelil konkurenci Matematických metod klasické mechaniky Vladimíra Arnolda , Jackson zůstal bez povšimnutí (od roku 1999). Fox absolvoval pokročilý kurz elektrodynamiky v roce 1965 s použitím prvního vydání Jacksona a poprvé učil absolventy elektrodynamiky v roce 1978 s použitím druhého vydání.

Jagdish Mehra , fyzik a historik vědy, napsal, že Jacksonův text není tak dobrý jako kniha stejného jména od Juliana Schwingera a kol . Zatímco Jackson zachází s předmětem jako s oborem aplikované matematiky, Schwinger tyto dva integruje a osvětluje vlastnosti matematických objektů použitých s fyzikálními jevy. Na rozdíl od Jacksona využívá Schwinger variační metody a Greenovy funkce značně. Mehra se ve třetím vydání zabýval používáním jednotek SI , které považoval za vhodnější pro inženýrství než pro teoretickou fyziku. Přesněji, tvrdil, že elektrické a magnetické pole by neměly mít různé jednotky, protože jsou složkami tenzoru intenzity elektromagnetického pole .

Andrew Zangwill, fyzik na Georgia Institute of Technology , zaznamenal po průzkumu literatury a recenzí na Amazonu smíšené recenze Jacksona. Poukázal na to, že Jackson často vynechává podrobnosti přechodu z jedné rovnice na druhou, což je často docela obtížné. Uvedl, že čtyři různí instruktoři na jeho škole pracovali na alternativě k Jacksonovi pomocí poznámek k přednášce vyvinutých zhruba za deset let s cílem posílit studentovo chápání elektrodynamiky, místo aby ji považovali za téma aplikované matematiky.

Thomas Peters z Curychské univerzity tvrdil, že zatímco Jackson historicky trénuje studenty, aby prováděli obtížné matematické výpočty, což je nepochybně důležitý úkol, elektrodynamika má mnohem více. Napsal, že Moderní elektrodynamika Andrewa Zangwilla nabízí „stimulující nový pohled“ na toto téma.

James Russ, experimentální vysokoenergetický fyzik na Carnegie Mellon University , byl toho názoru, že příklady jsou náročné a jemné body fyziky jsou často ponechány jako cvičení. Dodal, že moderní elektrodynamika Andrewa Zangwilla je lepší volbou pro začínající postgraduální studenty, ale Jackson nabízí komplexnější pokrytí a zůstává dobrým odkazem. Doporučil mít oba na polici.

Viz také

Poznámky

  1. ^ Viz Kurz teoretické fyziky , svazek 8 .
  2. ^ Viz Kurz teoretické fyziky , Svazek 2 .

Reference

Další čtení

  • Zangwill, Andrew (2013). Moderní elektrodynamika . Cambridge University Press. ISBN 978-0521896979.