01 / 导读
导读
引用
Jackson, J. D. (1998). Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley.
章节概要
第三版共832页，包括绪论与概览、十六章正文以及一个关于单位与量纲的附录。每章末尾都有参考文献、推荐阅读和习题。出版社说明，前十章使用国际单位制（SI），后面各章保留高斯单位制。
绪论与概览
开头的简短部分概览了真空与宏观介质中的麦克斯韦方程组、平方反比律与光子质量、线性叠加、界面边界条件，并对电磁学中所用的理想化作了一些说明。
第1章：静电学导论
本章从库仑定律、电场、高斯定律与标量势讲起，继而讨论泊松方程与拉普拉斯方程、格林定理、狄利克雷与诺伊曼边界条件以及格林函数，最后涉及静电能、变分方法和二维问题的松弛法。本章开头自己就指出，对多数读者而言其中大部分内容属于复习，这说明本书并不从最基本的内容讲起。
第2–3章：静电学中的边值问题 I、II
求解势的问题占了两章。第2章从镜像法开始，讲球的格林函数、正交函数、直角坐标下的分离变量，并介绍有限元分析。第3章转向球坐标与柱坐标：勒让德多项式、连带勒让德函数与球谐函数、加法定理、贝塞尔函数，以及用这些基函数展开格林函数。
第4章：多极子、宏观介质的静电学、电介质
多极展开与外场中电荷分布的能量引向电介质：初等处理、含电介质的边值问题、分子极化率、极化模型以及电介质中的静电能。
第5章：静磁学、法拉第定律、准静场
首先是毕奥–萨伐尔定律、安培定律与矢量势，随后是局域电流分布的力、力矩与能量，以及带边界条件的宏观方程。接着讲磁屏蔽、二维磁场的数值方法、法拉第定律、场能、电感与涡流。出版社指出，本版把法拉第定律与准静场移到了这里，与静磁学放在一起。
第6章：麦克斯韦方程组、宏观电磁学、守恒律
麦克斯韦位移电流与完整方程组之后，是势、规范变换（洛伦兹规范与库仑规范）、波动方程的格林函数与推迟解。本章随后推导宏观电磁学与坡印亭定理，并讨论场与源在转动、空间反射和时间反演下的变换性质。后面的几节涉及磁单极子、狄拉克量子化条件与极化势。
第7章：平面电磁波与波的传播
平面波在非导电介质中的传播、偏振与斯托克斯参量、反射与折射，以及电介质、导体和等离子体的频率色散。后续各节讨论电离层与磁层中的传播、磁流体动力学波、群速度、脉冲展宽与克拉默斯–克勒尼希关系。
第8章：波导、谐振腔与光纤
导体表面及内部的场、矩形与一般柱形截面的波导、能量流与衰减、谐振腔及其Q值，以及舒曼共振。出版社补充说，关于光纤与介质波导的两节是本版新增的。
第9–10章：辐射系统、多极场与辐射；散射与衍射
第9章集中讨论局域源的辐射，从振荡偶极子和中心馈电的线状天线，到包含角动量与角分布的精确多极展开。第10章把这些方法应用于长波散射（包括瑞利对天空为何呈蓝色的解释）、球的散射、标量与矢量衍射理论、巴比涅原理和光学定理。
第11–12章：狭义相对论；相对论性粒子与电磁场的动力学
第11章从爱因斯坦的两条公设出发，展开洛伦兹变换、四维速度、托马斯进动与电动力学的协变性。第12章讨论带电粒子的拉格朗日量与哈密顿量、静场中的运动、绝热不变量、达尔文拉格朗日量、能量动量张量与守恒律。
第13–16章：碰撞与能量损失；运动电荷的辐射；轫致辐射；辐射阻尼
这几章依次讨论：带电粒子的能量损失与散射、切伦科夫辐射与渡越辐射（第13章）；李纳–维谢尔势、拉莫尔公式、同步辐射、波荡器与扭摆器、汤姆孙散射（第14章）；轫致辐射与虚光子方法（第15章）；辐射反作用与带电粒子的经典模型（第16章）。
核心概念
第1–4章：静电学与电介质
- 格林函数：点源的解，用来在给定边界条件下构造势。
- 边值问题的方法：镜像法、分离变量与正交函数展开。
- 多极展开：用主要的矩来表示局域电荷分布。
第5–8章：静磁学、麦克斯韦方程组、波与导行场
- 规范变换：势所保留的自由度，洛伦兹规范与库仑规范是标准选择。
- 坡印亭定理：场与电荷整体的能量与动量守恒。
- 色散与因果性：介质对频率的依赖以及克拉默斯–克勒尼希关系。
- 波导模式：能在波导或谐振腔中传播的场分布。
第9–16章：辐射、相对论与带电粒子
- 多极辐射：按多极阶数组织的局域源辐射。
- 洛伦兹协变性：把电动力学写成在所有惯性系中都成立的形式。
- 李纳–维谢尔势：任意运动点电荷的场。
- 辐射反作用：发出的辐射对发射电荷本身的影响。
评析
优点
- 覆盖面广。 十六章从静电学一直讲到辐射、相对论与辐射反作用，开头对麦克斯韦方程组的概览较早交代了全书的统领思路。
- 系统讲解求解方法。 三章专门讲势与边值问题，包括镜像法、格林函数、三种坐标系中的分离变量以及有限元入门，读者得到的是一套工具，而不只是一些例子。
- 辐射与相对论内容集中。 第9–16章把多极辐射、散射、衍射、相对论、运动电荷辐射与辐射反作用放在一起；同步辐射一节还把扭摆器和波荡器作为光源加以讨论。
- 每章都有阅读清单与习题。 每章末尾附有推荐阅读和习题，出版社称本版新增了110多道习题。
- 仍被当前课程采用。 下文介绍的两门2025年春季研究生课程都把这一第三版列为教材。
局限
- 不是入门课程。 第1章自己说其中多数内容对大部分读者属于复习，出版社也把本书描述为研究生课程的教材。没有学过本科电磁学与矢量分析的读者需要先读别的书。
- 两套单位制。 第1–10章使用SI，后面各章使用高斯单位制，读者需要在两套单位制之间切换；关于单位与量纲的附录包含SI与高斯单位之间的换算。
- 数值方法比较简略。 数值方法只以短节的形式出现（第2章的有限元分析、第5章的磁场数值方法），并不是贯穿全书的主线。
- 对一门课来说太长。 全书832页、十六章，通常的课程需要从中选章；第13、15、16章讨论的话题较为专门。
- 常与其他教材并列。 下文两门课程都在杰克逊之外列出了其他书，但这些书所起的作用不同。
在课程中的定位
在这份电磁学书单里，杰克逊是研究生层次的处理。Fleisch 的 A Student's Guide to Maxwell's Equations 与 OpenStax《University Physics》的电磁学分册是较为平易的入门，Purcell 与 Morin 的 Electricity and Magnetism 则是以微积分为基础的第一门正式电磁学课程。Griffiths 的 Introduction to Electrodynamics 是面向本科高年级的综合性教材，也是读杰克逊之前自然的一步。Bittencourt 的 Fundamentals of Plasma Physics 是一部专门的后续之作，把电磁学应用到带电粒子运动、动理论与等离子体中的波，杰克逊的第7章与第12章是它相关的背景。
不过在实际课程中，杰克逊与 Griffiths 的关系并不是严格的先后顺序。下文两门课程对这两本书的搭配方式不同，也都没有规定必须先读 Griffiths。
如何使用本书
适合在学完一整门本科电磁学，以及包含偏微分方程、特殊函数和矢量分析的数学方法课程之后阅读。可以把第1章当作校准：如果读起来像复习，说明本书的难度合适。
两学期课程的实用安排如下：
- 第一学期核心： 第1–8章。第2–3章用来练习求解边值问题，第5–7章是麦克斯韦理论的核心。
- 第二学期核心： 第9–11章与第14章，涵盖辐射、散射、相对论和运动电荷的辐射。
- 可选或选读： 第4章的分子模型、第7章中关于等离子体与电离层的小节、第12、13、15、16章，以及有限元和数值方法的小节。
每章都应配合做习题；章末的参考文献可作为进一步阅读的线索。在跨章比较公式之前，先确认该章使用的是哪一种单位制。
当前课程如何使用本书
下面两门课的课名都标有“I”，使用的都是本页所列的第三版。Lehigh 的教学大纲标注的出版年份是1999年，与上文引用的1998年属于同一第三版。两门课的课程页面和大纲中都没有给出完整的逐章杰克逊阅读进度，请以自己任课教师的安排为准。
- SMU，Physics 7311 Electromagnetic Theory I（2025年春季；课程页面）：
- 地位： 杰克逊是“Text”一栏下唯一的书，因而是主要教材；页面没有明确标注它是必读教材（required）。
- 指定阅读： 唯一明确的杰克逊阅读是第1章的 §1.12，与 Feynman Lectures 2-19 一起用于变分方法。
- 其他主题： 讲义资源还涉及格林函数、保角映射、与相对论相关的内容、隐藏动量、超导、加速电荷的辐射以及有质动力，但页面没有把这些主题对应到杰克逊的具体章节。
- 推荐阅读： Griffiths、Lorrain 与 Corson 的 Fundamentals of Electromagnetic Phenomena，以及 Haus 与 Melcher 的 Electromagnetic Fields and Energy。
- Lehigh，Physics 421 Electricity and Magnetism I（2025年春季；教学大纲）：
- 地位： 这是一门研究生课程，大纲把杰克逊与 Griffiths 第4版（2013）并列，但没有说明哪本为主、两者如何分工。
- 课程主题： 静电学、静磁学、麦克斯韦方程组、带电粒子动力学、多极场与势的表述。
- 具体目标： 库仑定律与高斯定律；拉普拉斯方程、格林定理与边值问题；材料的极化；毕奥–萨伐尔定律与矢量势；安培定律与法拉第定律；洛伦兹力；电荷守恒；规范变换。
- 章节对应： 这些目标与上文概述的前几章有重叠，但大纲没有给出章号。
- 作业： 通过 CourseSite 布置，大纲本身没有列出具体的杰克逊习题。
应跟随课程有选择地阅读，而不是从头读到尾。
