“Engineering Electromagnetics”是一本国际知名的经典教材。作者W. H. Hayt. Jr. 教授曾任教于美国普度大学,曾任电气工程学院院长,获普度大学最佳教师称号;作者J. A. Buck为美国乔治亚理工学院电气与计算机工程系教授。W. H. Hayt. Jr. 的第一版距今已50年。两位作者合作编写的第6版于2001年出版,现在清华大学出版社引进出版的为本书的最新版本——第7版。
本书影印版在出版时,为了与国内高校教学要求相适应,删除了“传输线”(Transmission Lines)一章,其它内容与国内电气工程专业的教材基本一致。
本书基本概念讲述清晰,注重物理概念,淡化公式推导,强调自主学习,图文并茂,定理和重要公式彩色加重印刷;每章后面配有大量习题,几乎每章都有超过30道习题;并配有光盘,提供了一些场图、动画、问答测试题和关键内容的交互式学习。
本书文笔流畅,可读性好,其目的是使学生可以使用该教材进行独立学习。因此,该书是电气工程和相关专业大学本科电磁场课程的理想教材或参考书,尤其适合作为双语教学或英文授课教材。
相对于国内同类教材,本书在内容上更加注重工程实用性内容,如:包含了不规则形状电极间的电容近似计算方法、磁路概念、铁磁材料的非线性、波导等内容;对拉普拉斯方程和泊松方程的求解讲述较系统,利用一章(第7章)内容,从一维方程求解过渡到二维分离变量法,进而介绍了差分法数值计算概念。本书在内容上的另一明显特点是略去了一些中间环节的公式推导,加强了物理概念讲述。
静电场部分是本书的主要内容,几乎占据了全书的一半篇幅,分为6章(2~7章),其中包含了导体中的电流场(第5章)。该部分内容丰富,习题量大,共有160多道习题。对于静电场部分的详细讲解,为后面的恒定磁场与时变电磁场的讲解打下了方法论意义上的基础,可使学生在学习完静电场部分后,便掌握了场的学习与分析方法,建立了对场的思维方式,对场有了深入理解。这对于进一步学习后面全书的内容有很大帮助。并且,在磁场及后面内容的讲解中多处是通过与静电场类比的形式直接给出结果或结论。
本书在内容编排上有独到之处。在静电场部分,将能量与电位的引入结合在一起(第4章的题目为能量与电位),突出了电位是电场对单位电荷做功的物理属性,而不是像国内教材强调电位梯度等于电场强度的数学关系;将介质与电容结合在一起(第6章题目为介质与电容),突出了介质与电容的直接关系,实际上是强调了介电常数为电容率的概念。这种讲法以及所突出的概念比孤立地讲解电容更具实用性,另外还有上面提到的将泊松方程的多种求解方法融为一体的编排方法都具有明显的优点。在磁场部分,相对于静电场部分的5章(除去电流场一章),该部分仅以两章编排,一章的题目为“恒定磁场”,另一章的题目为“磁场力、材料与电感”。这种编排的综合性与静电场内容编排的分散性形成了明显的反差;在内容讲解上,比较简洁,如仅用了两页就介绍完了磁场能量与求磁场力的虚功法,并且概念和实用性很强,从该节题目上的“磁材料上的力”便可以清楚地表明,虚功法的主要用途是求作用在磁材料上的力,这是利用洛伦兹磁力的表达式求解所不及的。
总之,本书是一本非常适合国内高校使用的英文教材,相信会在国内高校的双语教学实践中发挥很好的作用。
袁建生 教授
清华大学电机与应用电子技术系
2009年5月