Electrodinámica clásica es un libro de texto sobre ese tema escrito por el físico teórico de partículas y nuclear John David Jackson . El libro se originó como notas de conferencias que Jackson preparó para enseñarelectromagnetismo a nivel de posgrado primero en la Universidad McGill y luego en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . [1] Destinado a estudiantes graduados, y a menudo conocido como Jackson para abreviar, [2] ha sido una referencia estándar sobre su tema desde su primera publicación en 1962. [3] [4] [5]
Autor | John David Jackson |
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País | Estados Unidos |
Idioma | inglés |
Sujeto | Electromagnetismo |
Género | No ficción |
Editor | John Wiley e hijos |
Fecha de publicación | 1962, 1975, 1999 |
Paginas | 808 |
ISBN | 0-471-30932-X |
OCLC | 925677836 |
El libro es conocido por la dificultad de sus problemas y su tendencia a tratar las conclusiones no obvias como evidentes por sí mismas. [4] [6] Una encuesta de 2006 de la Sociedad Estadounidense de Física (APS) reveló que 76 de los 80 departamentos de física de EE. UU. Encuestados requieren que todos los estudiantes graduados de primer año completen un curso utilizando la tercera edición de este libro. [6] [7]
Descripción general
Los temas avanzados tratados en la primera edición incluyen la magnetohidrodinámica , la física del plasma , la forma vectorial de la teoría de la difracción de Kirchhoff , la relatividad especial y la radiación emitida por cargas en movimiento y en colisión. [8] La elección de Jackson de estos temas está dirigida a estudiantes interesados en física teórica en general y física nuclear y de altas energías en particular. Los métodos matemáticos necesarios incluyen cálculo vectorial, ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales, series de Fourier y algunas funciones especiales (las funciones de Bessel y los polinomios de Legendre ). [9]
En la segunda edición, se agregaron algunos temas nuevos, incluidos los parámetros de Stokes , las relaciones de dispersión de Kramers-Kronig y el problema de Sommerfeld-Brillouin. Los dos capítulos sobre relatividad especial fueron reescritos por completo, con los resultados básicos de la cinemática relativista trasladados a los problemas y reemplazados por una discusión sobre el lagrangiano electromagnético. Se modificaron los materiales sobre radiación de transición y colisión y campos multipolares. Se agregaron 117 nuevos problemas. [10]
Mientras que las dos ediciones anteriores usan unidades gaussianas , la tercera usa unidades SI , aunque solo para los primeros diez capítulos. Jackson escribió que esto es en reconocimiento del hecho de que prácticamente todos los libros de texto de pregrado sobre electrodinámica emplean unidades SI y admitió que había "traicionado" un acuerdo que tenía con Edward Purcell de que se apoyarían mutuamente en el uso de unidades gaussianas. En la tercera edición, algunos materiales, como los de magnetostática e inducción electromagnética, se reorganizaron o reescribieron, mientras que otros, como las discusiones sobre la física del plasma, se eliminaron por completo. Una adición importante es el uso de técnicas numéricas. Se agregaron más de 110 problemas nuevos. [11]
Tabla de contenido (3.a edición)
- Introducción y encuesta
- Capítulo 1: Introducción a la electrostática
- Capítulo 2: Problemas de valores en la frontera en electrostática I
- Capítulo 3: Problemas de valores en la frontera en electrostática II
- Capítulo 4: Multipolares , electrostática de medios macroscópicos, dieléctricos
- Capítulo 5: Magnetostática , ley de Faraday , campos cuasiestáticos
- Capítulo 6: Ecuaciones de Maxwell , electromagnetismo macroscópico, leyes de conservación
- Capítulo 7: Ondas electromagnéticas planas y propagación de ondas
- Capítulo 8: Guías de ondas , cavidades resonantes y fibras ópticas
- Capítulo 9: Sistemas de radiación, campos multipolares y radiación
- Capítulo 10: Dispersión y difracción
- Capítulo 11: Teoría especial de la relatividad
- Capítulo 12: Dinámica de partículas relativistas y campos electromagnéticos
- Capítulo 13: Colisiones, pérdida de energía y dispersión de partículas cargadas, Cherenkov y radiación de transición
- Capítulo 14: Radiación por cargas móviles
- Capítulo 15: Bremsstrahlung , método de cuántos virtuales, procesos beta radiativos
- Capítulo 16: Amortiguación de radiación , modelos clásicos de partículas cargadas
- Apéndice sobre unidades y dimensiones
- Bibliografía
- Índice
Ediciones
- Jackson, John D. (1962). Electrodinámica clásica (1ª ed.). Nueva York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-43131-1. OCLC 705218816 .
- Jackson, John D. (1975). Electrodinámica clásica (2ª ed.). Nueva York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-43132-9. OCLC 488784931 .
- Jackson, John D. (1999). Electrodinámica clásica (3ª ed.). Nueva York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-30932-1. OCLC 925677836 .
Recepción
Según una revisión de 2015 de Modern Electrodynamics de Andrew Zangwill en el American Journal of Physics , "[e] l texto clásico de electrodinámica de las últimas cuatro décadas ha sido el trabajo monumental de JD Jackson, el libro del que la mayoría de los físicos de la generación actual tomaron su Primer Curso." [4]
Primera edición
LC Levitt, que trabajó en el Laboratorio de Investigación Científica de Boeing, comentó que la primera edición ofrece un tratamiento lúcido, completo y autónomo del electromagnetismo que va desde la ley de Coulomb de la electrostática hasta los campos propios y la reacción a la radiación. Sin embargo, no considera la electrodinámica en medios con dispersión espacial y dispersión de radiación en materia a granel. Recomendó Electrodynamics of Continuous Media de Lev Landau y Evgeny Lifshitz como suplemento. [8] [nota 1]
Segunda edicion
El crítico Royce Zia del Instituto Politécnico de Virginia escribió que, según muchos estudiantes y profesores, un problema importante con la primera edición del libro era cuán matemáticamente pesado era el libro, lo que distraía a los estudiantes de la física esencial. En la segunda edición, se abordaron muchos problemas, se agregaron discusiones más profundas y se eliminaron los diagramas engañosos. Los capítulos extendidos sobre las aplicaciones del electromagnetismo acercaron a los estudiantes a la investigación. [12]
Tercera edicion
El físico Wayne Saslow de la Universidad Texas A&M observó que se agregaron algunas aplicaciones nuevas e importantes al texto, como la fibra óptica y las guías de ondas dieléctricas , que son cruciales en la tecnología de comunicaciones moderna, y las fuentes de luz de sincrotrón , responsables de los avances en la física de la materia condensada, y que fragmentos del capítulo eliminado sobre magnetohidrodinámica y física del plasma estaban esparcidos por todo el texto. Saslow argumentó que la amplia experiencia de Jackson en ingeniería eléctrica, física nuclear y de altas energías le fue muy útil para escribir este libro. [2]
Ronald Fox, profesor de física en el Instituto de Tecnología de Georgia, opinó que este libro se compara bien con Electricidad y magnetismo clásicos de Melba Phillips y Wolfgang Panofsky , y The Classical Theory of Fields de Landau y Lifshitz. [nota 2] La electrodinámica clásica es mucho más amplia y tiene muchos más problemas que los estudiantes deben resolver. Landau y Lifshitz es simplemente demasiado denso para ser utilizado como libro de texto para estudiantes graduados principiantes. Sin embargo, los problemas en Jackson no pertenecen a otras ramas de la física, como la física de la materia condensada y la biofísica. Para obtener resultados óptimos, se deben completar los pasos entre las ecuaciones y resolver muchos problemas de práctica. Las lecturas y referencias sugeridas son valiosas. La tercera edición conserva la reputación del libro por la dificultad de los ejercicios que contiene y por su tendencia a tratar las conclusiones no obvias como evidentes por sí mismas. Fox declaró que Jackson es el texto más popular sobre electromagnetismo clásico en la era de la posguerra y que el único otro libro de posgrado de fama comparable es Mecánica clásica de Herbert Goldstein . Sin embargo, mientras que el texto de Goldstein se ha enfrentado a la competencia de Métodos matemáticos de la mecánica clásica de Vladimir Arnold , Jackson permaneció indiscutido (a partir de 1999). Fox tomó un curso avanzado sobre electrodinámica en 1965 usando la primera edición de Jackson y enseñó electrodinámica de posgrado por primera vez en 1978 usando la segunda edición. [13]
Jagdish Mehra , físico e historiador de la ciencia, escribió que el texto de Jackson no es tan bueno como el libro del mismo nombre de Julian Schwinger et al . Mientras que Jackson trata el tema como una rama de las matemáticas aplicadas, Schwinger integra las dos, iluminando las propiedades de los objetos matemáticos utilizados con los fenómenos físicos. A diferencia de Jackson, Schwinger emplea métodos variacionales y las funciones de Green ampliamente. Mehra se mostró en desacuerdo con el uso de unidades SI en la tercera edición, que consideró más apropiado para la ingeniería que para la física teórica. Más específicamente, argumentó que los campos eléctricos y magnéticos no deberían tener unidades diferentes porque son componentes del tensor de intensidad del campo electromagnético . [3]
Andrew Zangwill, físico del Instituto de Tecnología de Georgia , señaló las críticas mixtas de Jackson después de examinar la literatura y las reseñas en Amazon. Señaló que Jackson a menudo omite los detalles al pasar de una ecuación a la siguiente, lo que a menudo es bastante difícil. Afirmó que cuatro instructores diferentes en su escuela habían trabajado en una alternativa a Jackson utilizando notas de clase desarrolladas en aproximadamente una década con el objetivo de fortalecer la comprensión del estudiante de la electrodinámica en lugar de tratarla como un tema de matemáticas aplicadas. [6]
Thomas Peters, de la Universidad de Zúrich, argumentó que si bien Jackson ha estado capacitando históricamente a los estudiantes para realizar cálculos matemáticos difíciles, una tarea que sin duda es importante, la electrodinámica es mucho más que esto. Escribió que Modern Electrodynamics de Andrew Zangwill ofrece una "mirada fresca y estimulante" sobre este tema. [14]
James Russ, un físico experimental de alta energía de la Universidad Carnegie Mellon , opinó que los ejemplos son desafiantes, y los puntos finos de la física a menudo se dejan como ejercicios. Añadió que Modern Electrodynamics de Andrew Zangwill es una mejor opción para los estudiantes de posgrado principiantes, pero Jackson ofrece una cobertura más completa y sigue siendo una buena referencia. Recomendó tener ambos en el estante. [4]
Ver también
- Introducción a la electrodinámica de David J. Griffiths , destinado a estudiantes universitarios.
- Lista de libros de texto en electromagnetismo
- Tratado sobre electricidad y magnetismo de James Clerk Maxwell , un libro de importancia histórica.
- Mecánica clásica de Herbert Goldstein , otro libro de texto para estudiantes universitarios avanzados y estudiantes graduados principiantes.
- Relatividad general de Robert Wald , un libro de texto de posgrado.
Notas
- ^ Ver Curso de Física Teórica , Volumen 8 .
- ^ Ver Curso de Física Teórica , Volumen 2 .
Referencias
- ^ Jackson, JD (1999). "Instantáneas de la vida de un físico" . Revisión anual de ciencia nuclear y de partículas . 49 : 1–33. Código bibliográfico : 1999ARNPS..49 .... 1J . doi : 10.1146 / annurev.nucl.49.1.1 .
- ^ a b Saslow, Wayne M. (1 de enero de 1999). "RESEÑA DE LIBRO: Electrodinámica clásica, por John David Jackson". Fundamentos de la Física . 29 (1): 133-135. doi : 10.1023 / a: 1018821305089 . ISSN 0015-9018 . S2CID 116645556 .
- ^ a b Mehra, Jagdish (18 de febrero de 2000). "Electrodinámica clásica". Revista estadounidense de física . 68 (3): 296-298. Código bibliográfico : 2000AmJPh..68..296S . doi : 10.1119 / 1.19413 . ISSN 0002-9505 .Algunos detalles biográficos sobre Jackson en la revisión de Mehra son inconsistentes con la autobiografía de Jackson. Ver el artículo Jackson (1999).
- ^ a b c d Russ, James S. (22 de junio de 2015). "Electrodinámica moderna" . Revista estadounidense de física . 83 (7): 660–661. Código bibliográfico : 2015AmJPh..83..660R . doi : 10.1119 / 1.4913414 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Chapman, Sandra C. (10 de enero de 2002). "Electrodinámica del núcleo". Revista estadounidense de física . 70 (2): 191. Código Bibliográfico : 2002AmJPh..70..191C . doi : 10.1119 / 1.1432976 . ISSN 0002-9505 .
- ^ a b c Zangwill, Andrew (2013). "Un nuevo libro de texto para graduados en electrodinámica clásica" (PDF) . Sociedad Estadounidense de Física . Consultado el 2 de septiembre de 2017 .
- ^ Asociación Estadounidense de Profesores de Física, College Park, MD. (2006). Educación de Postgrado en Física. Informe del grupo de trabajo conjunto AAPT-APS. Revisado (PDF) . Distribuida por ERIC Clearinghouse. OCLC 1062939013 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ a b Jackson, John David; Levitt, LC (noviembre de 1962). "Electrodinámica clásica" . La física hoy . 15 (11): 62. Bibcode : 1962PhT .... 15k..62J . doi : 10.1063 / 1.3057859 .
- ^ Jackson, John David (1999). "Prefacio a la primera edición". Electrodinámica clásica (3ª ed.). Wiley. ISBN 0-471-30932-X.
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- ^ Jackson, JD; Zia, Royce KP (julio de 1977). "Electrodinámica clásica, 2ª edición". La física hoy . 30 (7): 61. Bibcode : 1977PhT .... 30g..61J . doi : 10.1063 / 1.3037637 .
- ^ Fox, Ronald F. (20 de agosto de 1999). "Electrodinámica clásica, 3ª ed". Revista estadounidense de física . 67 (9): 841–842. Código bibliográfico : 1999AmJPh..67..841J . doi : 10.1119 / 1.19136 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Peters, Thomas (16 de enero de 2014). "Electrodinámica moderna, por Andrew Zangwill". Física contemporánea . 55 (1): 49. doi : 10.1080 / 00107514.2013.868522 . S2CID 122677767 .
Otras lecturas
- Zangwill, Andrew (2013). Electrodinámica moderna . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0521896979.
Jackson ignora completamente la electrónica digital, que es el 95% de la "electrodinámica" actual. No hay superposición entre Jackson y mis libros http://www.ivorcatt.co.uk/em.htm y http://www.ivorcatt.org/ . Ninguna de sus ecuaciones está en mi libro, y ninguna de mis ecuaciones, necesarias para el diseño digital, está en su libro. Jackson y sus colegas ahuyentan a los estudiantes al insinuar que el electromagnetismo es altamente matemático, y no lo es. El electromagnetismo tiene que ver con la realidad física, no con las matemáticas ambiguas. En una edición, Jackson llama a TEM Wave "una forma degenerada": la señal de su computadora que le dice a su impresora que imprima. Es muy simple, pero Jackson no sabe que las pérdidas son insignificantes, por lo que lo hace muy complicado. Solo tiene ondas sinusoidales bajando por una línea de transmisión. - Ivor Catt, 30.5.2021