Klasická elektrodynamika (rezervovat) - Classical Electrodynamics (book) - Wikipedia

Klasická elektrodynamika
Jackson-E & M-front-cover.jpg
Třetí vydání předního pláště
AutorJohn David Jackson
ZeměSpojené státy
JazykAngličtina
PředmětElektromagnetismus
ŽánrLiteratura faktu
VydavatelJohn Wiley & Sons
Datum publikace
1962, 1975, 1999
Stránky808
ISBN0-471-30932-X
OCLC925677836

Klasická elektrodynamika je učebnice o ten předmět napsal teoretický částice a jaderný fyzik John David Jackson. Kniha vznikla jako přednášky, které Jackson připravil pro výuku absolvovat -úrovňový elektromagnetismus nejprve v McGill University a pak na University of Illinois v Urbana-Champaign.[1] Určeno pro postgraduální studenty a často známé jako Jackson zkrátka[2] od svého prvního vydání v roce 1962 se jedná o standardní referenci na toto téma.[3][4][5]

Kniha je proslulá obtížností jejích problémů a tendencí zacházet s nezjistitelnými závěry jako s evidentními.[6][stránka potřebná ] Průzkum z roku 2006 Americká fyzická společnost (APS) odhalilo, že 76 z 80 zkoumaných kateder fyziky v USA vyžaduje, aby všichni absolventi prvního ročníku absolvovali kurz pomocí třetího vydání této knihy.[7][8]

Přehled

Mezi pokročilá témata zpracovaná v prvním vydání patří magnetohydrodynamika, fyzika plazmatu, vektorová forma Kirchhoffova difrakční teorie, speciální relativita a záření vyzařované pohybujícími se a kolizními náboji.[9] Jacksonova volba těchto témat je zaměřena na studenty se zájmem o teoretickou fyziku obecně a zejména 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 Legendární polynomy ).[10]

Ve druhém vydání byla přidána některá nová témata, včetně Stokesovy parametry, Kramers-Kronigovy disperzní vztahy a problém 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. Materiály zapnuty přechod a byly upraveny kolizní záření a vícepólová pole. Bylo přidáno 117 nových problémů.[11]

Zatímco předchozí dvě vydání používají Gaussovy jednotky, třetí použití SI jednotky, 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 „zradil“ dohodu, kterou měl s Edward Purcell že se budou navzájem podporovat při používání Gaussových 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 přírůstků je použití numerických technik. Bylo přidáno více než 110 nových problémů.[12]

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

Recepce

Podle recenze Andrew Zangwilla z roku 2015 Moderní elektrodynamika v American Journal of Physics „Klasickým textem elektrodynamiky za poslední čtyři desetiletí bylo monumentální dílo J. D. Jacksona, kniha, z níž většina fyziků současné generace absolvovala svůj první kurz.“[4]

První vydání

L.C. Levitt, který pracoval ve vědecké výzkumné laboratoři společnosti Boeing, uvedl, že první vydání nabízí jasnou, komplexní a samostatnou léčbu elektromagnetismu vycházejícího z Coulombův zákon elektrostatiky celou cestu k vlastním polím a radiační reakci. Nezohledňuje však elektrodynamiku v médiích s prostorovým rozptylem a rozptylem záření v sypkých hmotách. Doporučil Elektrodynamika spojitých médií podle Lev Landau a Evgeny Lifshitz jako doplněk.[9][poznámka 1]

Druhé vydání

Recenzent Royce Zia z Polytechnický institut 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.[13]

Třetí edice

Fyzik Wayne Saslow z Texas A&M University zjistil, že do textu byly přidány některé důležité nové aplikace, jako např optická vlákna a dielektrikum vlnovody, které jsou v moderní komunikační technologii zásadní, a synchrotronové světelné zdroje, zodpovědný 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.[2]

Ronald Fox, profesor fyziky na Georgia Institute of Technology, se domníval, že tato kniha je srovnatelná s Klasická elektřina a magnetismus podle Melba Phillips a Wolfgang Panofsky, a Klasická teorie polí Landau a Lifshitz.[poznámka 2] 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 postgraduální 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 Klasická mechanika podle Herbert Goldstein. Zatímco Goldsteinův text čelil konkurenci Vladimíra Arnolda Matematické metody klasické mechaniky Jackson zůstal nezpochybněn (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.[14]

Jagdish Mehra, fyzik a historik vědy, napsal, že Jacksonův text není tak dobrý jako stejnojmenná kniha od Julian Schwinger et al. 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 zaměstnává Schwinger variační metody a Greenovy funkce rozsáhle. Mehra vzal problém s použitím SI jednotky ve třetím vydání, které považoval za vhodnější pro strojírenství než pro teoretickou fyziku. Konkrétněji tvrdil, že elektrické a magnetické pole by neměly mít různé jednotky, protože jsou součástmi tenzor intenzity elektromagnetického pole.[3]

Andrew Zangwill, fyzik na Gruzínský technologický institut, poznamenal smíšené recenze Jacksona po průzkumu literatury a recenzí na Amazonu. 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.[7]

Thomas Peters z Univerzita v Curychu tvrdil, že zatímco Jackson historicky trénoval studenty k provádění obtížných matematických výpočtů, což je nepochybně důležitý úkol, elektrodynamika má mnohem více. Napsal to Moderní elektrodynamika Andrew Zangwill nabízí „stimulující nový pohled“ na toto téma.[15]

James Russ, experimentální vysokoenergetický fyzik na Univerzita Carnegie Mellon, byl toho názoru, že příklady jsou náročné a jemné body fyziky jsou často ponechány jako cvičení. Dodal to Moderní elektrodynamika Andrew Zangwill je lepší volbou pro začínající postgraduální studenty, ale Jackson nabízí komplexnější pokrytí a zůstává dobrým odkazem. Doporučil mít oba na polici.[4]

Viz také

Poznámky

  1. ^ Vidět Kurz teoretické fyziky, Svazek 8.
  2. ^ Vidět Kurz teoretické fyziky, Svazek 2.

Reference

  1. ^ Jackson, J. D. (1999). „Momentky ze života fyzika“. Výroční přehled jaderné a částicové vědy. 49: 1–33. Bibcode:1999ARNPS..49 .... 1J. doi:10.1146 / annurev.nucl. 49.1.1.
  2. ^ A b Saslow, Wayne M. (1. ledna 1999). „KNIHOVÝ PŘEHLED: Klasická elektrodynamika, John David Jackson“. Základy fyziky. 29 (1): 133–135. doi:10.1023 / a: 1018821305089. ISSN  0015-9018. S2CID  116645556.
  3. ^ A b Mehra, Jagdish (18. února 2000). "Klasická elektrodynamika". American Journal of Physics. 68 (3): 296–298. Bibcode:2000AmJPh..68..296S. doi:10.1119/1.19413. ISSN  0002-9505. Některé biografické podrobnosti o Jacksonovi v Mehraově recenzi nejsou v souladu s Jacksonovou autobiografií. Viz článek Jackson (1999).
  4. ^ A b C Russ, James S. (22. června 2015). „Moderní elektrodynamika“. American Journal of Physics. 83 (7): 660–661. Bibcode:2015AmJPh..83..660R. doi:10.1119/1.4913414. ISSN  0002-9505.
  5. ^ Chapman, Sandra C. (10. ledna 2002). "Core Electrodynamics". American Journal of Physics. 70 (2): 191. Bibcode:2002AmJPh..70..191C. doi:10.1119/1.1432976. ISSN  0002-9505.
  6. ^ Jackson, Ian (2016). Mathein Pathein: tezaurus idiolektu Johna Davida Jacksona (1925-2016). Berkeley: Knihy Iana Jacksona.
  7. ^ A b Zangwill, Andrew (2013). „Nová učebnice pro absolventy klasické elektrodynamiky“ (PDF). Americká fyzická společnost. Citováno 2. září 2017.
  8. ^ Americká asociace učitelů fyziky, College Park, MD. (2006). Postgraduální vzdělávání ve fyzice. Zpráva společné pracovní skupiny AAPT-APS. Revidováno (PDF). Distribuováno ERIC Clearinghouse. OCLC  1062939013.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  9. ^ A b Jackson, John David; Levitt, L. C. (listopad 1962). "Klasická elektrodynamika". Fyzika dnes. 15 (11): 62. Bibcode:1962PhT .... 15k..62J. doi:10.1063/1.3057859.
  10. ^ Jackson, John David (1999). "Předmluva k prvnímu vydání". Klasická elektrodynamika (3. vyd.). Wiley. ISBN  0-471-30932-X.
  11. ^ Jackson, John David (1999). „Předmluva k druhému vydání“. Klasická elektrodynamika (3. vyd.). Wiley. ISBN  0-471-30932-X.
  12. ^ Jackson, John David (1999). "Předmluva". Klasická elektrodynamika. Wiley. ISBN  0-471-30932-X.
  13. ^ Jackson, J. D .; Zia, Royce K. P. (červenec 1977). „Classical Electrodynamics, 2nd edition“. Fyzika dnes. 30 (7): 61. Bibcode:1977PhT .... 30g..61J. doi:10.1063/1.3037637.
  14. ^ Fox, Ronald F. (20. srpna 1999). „Classical Electrodynamics, 3rd ed“. American Journal of Physics. 67 (9): 841–842. Bibcode:1999AmJPh..67..841J. doi:10.1119/1.19136. ISSN  0002-9505.
  15. ^ Peters, Thomas (16. ledna 2014). "Moderní elektrodynamika, Andrew Zangwill". Současná fyzika. 55 (1): 49. doi:10.1080/00107514.2013.868522. S2CID  122677767.

Další čtení

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