کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

کتاب الکترودینامیک پیشرفتة محیط‌های مادی (Advanced Electrodynamics of Material Media) نوشته بابک شکری و با ویرایش ناهیده کاظم‌زاده گنجی، توسط مرکز چاپ و انتشارات دانشگاه شهید بهشتی منتشر شده است. این کتاب به بررسی مباحث پیشرفته‌ی الکترودینامیک در محیط‌های مادی می‌پردازد و به‌ویژه برای دانشجویان و پژوهشگران فیزیک ماده چگال، اپتیک، فیزیک پلاسما و مهندسی مرتبط طراحی شده است. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی به عنوان منبعی آموزشی و پژوهشی، به بررسی جامع و پیشرفتهٔ الکترودینامیک محیط‌های مادی می‌پردازد. بابک شکری محتوای کتاب را بر پایه کتاب دو جلدی الکترودینامیک پیشرفته که پیش‌تر ترجمه و گردآوری کرده، تدوین کرده است. کتاب حاضر با افزوده شدن مباحث جدید و گزینش مطالب کلیدی، اثری یک‌جلدی و متمرکز برای تدریس در یک نیم‌سال تحصیلی است.

کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی به گونه‌ای تدوین شده که دانشجویان رشته‌های فیزیک ماده چگال، فیزیک اتمی و مولکولی، اپتیک، فیزیک پلاسما و مهندسی پلاسما بتوانند مباحث بنیادین و مورد نیاز خود را در زمینهٔ الکترودینامیک مواد بیاموزند و در پژوهش‌های تخصصی به کار ببرند. بابک شکری این کتاب را از مفاهیم پایه‌ای و معادلات ماکسول آغاز می‌کند و به تدریج به موضوعات پیشرفته‌تری مانند امواج در محیط‌های پاشنده، همدوسی، محیط‌های ناخطی و برهم‌کنش ذرات باردار با محیط‌های تعادلی و ناتعادلی می‌پردازد. 

کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی علاوه‌بر آموزش نظری، مجموعه‌ای از مسائل و تمرین‌های تحلیلی دارد تا مهارت حل مسئله و درک عمیق‌تری از مفاهیم برای خواننده فراهم کند.

خلاصه کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

کتاب با مرور مبانی الکترودینامیک کلاسیک و معرفی معادلات ماکسول آغاز می‌شود و سپس به بررسی حرکت ذرات باردار در میدان‌های الکترومغناطیسی و تبدیل‌های مربوط به میدان‌ها می‌پردازد. در ادامه، موضوعاتی مانند تابش و پراکندگی امواج، نقش تابع گرین و پتانسیل‌های پس‌افتاده تشریح می‌شود. 

بخش‌های میانی کتاب به رفتار میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در محیط‌های مادی، قطبش، رساناها، دی‌الکتریک‌ها و جریان‌های ایستا اختصاص دارد. سپس پدیده‌های شبه‌ایستای الکترومغناطیسی، امواج خطی در محیط‌های پاشنده و شکل‌گیری معادلات ماکسول در مواد بررسی می‌شود. کتاب همچنین به انتشار امواج در محیط‌های مادی، همدوسی، امواج در محیط‌های کاتوره‌ای و ناخطی، و نوسانات در محیط‌های متناهی می‌پردازد. در پایان، برهم‌کنش ذرات باردار با محیط‌های تعادلی و ناتعادلی و کاربردهای آن در فیزیک ماده‌ی چگال و پلاسما مطرح می‌شود. تمرین‌های تحلیلی هر فصل امکان تعمیق مفاهیم را فراهم می‌کند.

چرا باید کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی را بخوانیم؟

این کتاب با پوشش مباحث پیشرفته و تخصصی الکترودینامیک محیط‌های مادی، منبعی است برای کسانی که به دنبال درک عمیق‌تر از رفتار امواج الکترومغناطیسی در مواد و کاربردهای آن در فیزیک و مهندسی هستند. ترکیب آموزش نظری با مسائل تحلیلی، فرصت مناسبی برای تقویت مهارت حل مسئله و آماده‌سازی برای پژوهش‌های تخصصی فراهم می‌کند. همچنین، ساختار کتاب به گونه‌ای است که خواننده را از مفاهیم پایه تا موضوعات پیشرفته و کاربردی هدایت می‌کند.

خواندن کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

این کتاب برای دانشجویان و پژوهشگران فیزیک ماده چگال، فیزیک اتمی و مولکولی، اپتیک، فیزیک پلاسما، فوتونیک و مهندسی پلاسما مناسب است و برای کسانی که در زمینه‌های مرتبط با الکترودینامیک مواد و کاربردهای آن در صنعت و فناوری فعالیت دارند، مفید خواهد بود. این کتاب برای افرادی که نیازمند تسلط بر مباحث پیشرفته‌ی الکترودینامیک محیط‌های مادی و حل مسائل تحلیلی هستند، توصیه می‌شود.

بخشی از کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

«در آغاز پدیده‌های الکترومغناطیسی ناایستا و معادلات توصیف‌کننده‌‌ی آن‌ها به‌طور کلی بررسی می‌شود. ویژگی اصلی این پدیده‌ها این است که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی وابسته به زمان برخلاف میدان‌های استاتیک نمی‌توانند مستقل از هم باشند. میان آن‌ها ارتباطی به‌وجود می‌آید که به تشکیل یک میدان الکترومغناطیسی منجر می‌شود که با شدت‌های الکتریکی و مغناطیسی توصیف می‌شود. آشکارترین شکل این ارتباط در آزمایش‌های فیزیک‌دان انگلیسی، «م. فارادی» کشف شد. تعمیم معادلات میدان الکترومغناطیسی را که براساس آن‌ها امکان توصیف گسترهٔ کاملاً وسیعی از پدیده‌های الکترومغناطیسی نایستا وجود دارد، فیزیک‌دان انگلیسی «ج. ک. ماکسول» در دههٔ ۱۸۶۰ ارائه کرد. در اینجا چگالی بار الکتریکی و چگالی جریان الکتریکی است. یعنی باری که ذرات متحرک در واحد زمان از واحد سطحی که در جهت عمود بر سرعت بارهاست، می‌گذرد. اگر هم ذرات با سرعت‌های نابرابر حرکت کنند، برای نمونه در حرکت کاتوره‌ای حرارتی شرکت کنند، آنگاه سرعتی در نظر گرفته می‌شود که از میانگین حرکت حرارتی به‌دست می‌آید. در معادلات ماکسول باید تک جمله با مشتق زمانی شدت میدان الکتریکی افزود که جریان جابه‌جایی نام گرفته است. این جریان در سمت راست معادله با جریان ناشی از ذرات باردار (جریان رسانش) جمع می‌شود و با آن در تولید میدان مغناطیسی شرکت می‌کند. در واقع، حضور جریان جابه‌جایی، پایستگی بار الکتریکی را تضمین می‌کند.»