کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

معرفی کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

کتاب الکترونیکی «الکترودینامیک پیشرفتة محیط‌های مادی» (Advanced Electrodynamics of Material Media) نوشتهٔ بابک شکری و با ویرایش ناهیده کاظم‌زاده گنجی، توسط مرکز چاپ و انتشارات دانشگاه شهید بهشتی منتشر شده است. این کتاب به بررسی مباحث پیشرفتهٔ 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

این کتاب به عنوان یک منبع آموزشی و پژوهشی، به بررسی جامع و پیشرفتهٔ الکترودینامیک محیط‌های مادی می‌پردازد. محتوای کتاب بر پایهٔ دو جلدی «الکترودینامیک پیشرفته» است که نویسنده پیش‌تر ترجمه و گردآوری کرده بود و اکنون با افزودن مباحث جدید و گزینش مطالب کلیدی، اثری یک‌جلدی و متمرکز برای تدریس در یک نیم‌سال تحصیلی فراهم آورده است. کتاب 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. ساختار کتاب از مفاهیم پایه‌ای و معادلات ماکسول آغاز می‌شود و به تدریج به موضوعات پیشرفته‌تر مانند امواج در محیط‌های پاشنده، همدوسی، محیط‌های ناخطی و برهم‌کنش ذرات باردار با محیط‌های تعادلی و ناتعادلی می‌پردازد. علاوه بر آموزش نظری، مجموعه‌ای از مسائل و تمرین‌های تحلیلی نیز در کتاب گنجانده شده تا مهارت حل مسئله و درک عمیق‌تری از مفاهیم برای خواننده فراهم شود.

خلاصه کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

این کتاب با مرور مفاهیم اصلی الکترودینامیک و معادلات ماکسول آغاز می‌شود و سپس به بررسی حرکت ذرات باردار در میدان‌های الکترومغناطیسی و تبدیل‌های مربوط به میدان‌ها می‌پردازد. در ادامه، تابش و پراکندگی امواج الکترومغناطیسی و نقش تابع گرین و پتانسیل‌های پس‌افتاده بررسی می‌شود. بخش‌های میانی کتاب به معادلات میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در محیط‌های مادی، قطبش مواد، الکتروستاتیک رساناها و دی‌الکتریک‌ها، و جریان‌های ایستا اختصاص دارد. سپس پدیده‌های شبه‌ایستای الکترومغناطیسی، امواج خطی در سامانه‌های پاشنده، و معادلات ماکسول در محیط‌های مادی مطرح می‌شوند. کتاب به انتشار امواج در محیط‌های مادی، همدوسی و امواج در محیط‌های کاتوره‌ای و ناخطی، و نوسانات الکترومغناطیسی در محیط‌های متناهی می‌پردازد. در نهایت، برهم‌کنش ذرات باردار با محیط‌های تعادلی و ناتعادلی و کاربردهای آن در فیزیک ماده چگال و پلاسما بررسی می‌شود. مسائل و تمرین‌های تحلیلی در پایان هر فصل، امکان تمرین و تعمیق مفاهیم را فراهم می‌کند.

چرا باید کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی را خواند؟

این کتاب با پوشش مباحث پیشرفته و تخصصی الکترودینامیک محیط‌های مادی، به‌ویژه برای کسانی که به دنبال درک عمیق‌تر از رفتار امواج الکترومغناطیسی در مواد و کاربردهای آن در فیزیک و مهندسی هستند، منبعی ارزشمند به شمار می‌آید. 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. همچنین برای کسانی که در زمینه‌های مرتبط با الکترودینامیک مواد و کاربردهای آن در صنعت و فناوری فعالیت دارند، مفید خواهد بود. به‌ویژه برای افرادی که نیازمند تسلط بر مباحث پیشرفتهٔ الکترودینامیک محیط‌های مادی و حل مسائل تحلیلی هستند، این کتاب توصیه می‌شود.

فهرست کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

- فصل ۱: مفاهیم اصلی الکترودینامیک و معادلات ماکسول معرفی معادلات ماکسول، میدان‌های الکترومغناطیسی آزاد و شرایط مرزی. - فصل ۲: مکانیک ذرات باردار بررسی حرکت ذرات باردار در میدان‌های الکترومغناطیسی و تبدیل‌های نسبیتی. - فصل ۳: تابش و پراکندگی امواج الکترومغناطیسی تابع گرین، پتانسیل‌های پس‌افتاده و تابش از سامانه‌های ذرات باردار. - فصل ۴: معادلات میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ثابت در محیط میانگین معادلات میکروسکوپیک ماکسول و قطبش مواد در میدان ثابت. - فصل ۵: الکتروستاتیک رساناها و دی‌الکتریک‌ها مفاهیم و روش‌های الکتروستاتیک در محیط مادی و انرژی و نیروها. - فصل ۶: جریان‌های ایستا و میدان‌های مغناطیسی در محیط‌ها بررسی جریان‌های ایستا و میدان مغناطیسی در محیط‌های مغناطیسی. - فصل ۷: پدیده‌های شبه‌ایستای الکترومغناطیسی در محیط پدیده‌های شبه‌ایستا، جریان‌های گردابی و هیدرودینامیک مغناطیسی. - فصل ۸: امواج خطی در سامانه‌های الکترودینامیکی پاشنده تقریب‌های مختلف، امواج ناهماهنگ و روش‌های بررسی دینامیک بسته موج. - فصل ۹: معادلات ماکسول در محیط‌های مادی فرمول‌بندی معادلات ماکسول و توابع پاسخ الکترومغناطیسی. - فصل ۱۰: انتشار امواج الکترومغناطیسی در محیط‌های مادی بررسی انتشار امواج تخت و پراکندگی در محیط‌های ناهمسانگرد. - فصل ۱۱: همدوسی و امواج در محیط‌های کاتوره‌ای، ناخطی و ناتعادلی امواج در محیط‌های با افت و محیط‌های فعال و ناهماهنگ. - فصل ۱۲: نوسانات الکترومغناطیسی در محیط‌های مادی متناهی امواج در موج‌برها و تشدیدکننده‌ها. - فصل ۱۳: برهم‌کنش ذرات باردار با محیط‌های تعادلی و ناتعادلی افت انرژی ناشی از پونش و تابش، سازوکارهای تابش و شتاب ذرات در محیط‌های پلاسمایی. - پیوست: تبدیل کمیت‌های الکتریکی و مغناطیسی در دستگاه‌های مختلف یکا.

بخشی از کتاب الکترودینامیک پیشرفته محیط های مادی

«در آغاز پدیده‌های الکترومغناطیسی ناایستا و معادلات توصیف‌کنندهٔ 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.»