电磁场与电磁波

第1章 矢量分析

1．1 标量场的梯度

1．1．1 方向导数

1．1．2 梯度

1．1．3 梯度的运算法则

1．2 矢量场的散度

1．2．1 通量

1．2．2 散度

1．2．3 散度的运算法则

1．2．4 格林恒等式

1．3 矢量场的旋度

1．3．1 环量

1．3．2 旋度

1．3．3 旋度的运算法则

1．3．4 旋度定理

1．4 正交曲线坐标系

1．4．1 正交曲线坐标系概述

1．4．2 正交曲线坐标系中的梯度、散度、旋度的表达式

1．4．3 圆柱坐标系

1．4．4 球坐标系

1．5 矢量场的唯一性定理与亥姆霍兹定理

1．5．1 矢量场的唯一性定理

1．5．2 亥姆霍兹定理

习题1

第2章 电磁场的基本规律

2．1 真空中的静电场

2．1．1 库仑定律电场强度

2．1．2 高斯定理静电场的散度

2．1．3 静电场的环路定理和旋度

2．2 电流连续性方程

2．2．1 电流密度

2．2．2 电流连续性方程

2．3 真空中的稳恒磁场

2．3．1 安培定律毕奥一萨伐尔定律

2．3．2 磁通连续性原理磁场的散度

2．3．3 安培环路定理稳恒磁场的旋度

2．4 电磁感应定律

2．4．1 电磁感应定律

2．4．2 涡旋电场

2．5 介质的电磁特性

2．5．1 介质的极化

2．5．2 介质的磁化

2．5．3 本构方程

2．6 麦克斯韦方程组

2．6．1 一般情况下的总电位移

2．6．2 位移电流

2．6．3 麦克斯韦方程组

2．7 电磁场的边界条件

2．7．1 电磁场矢量法向分量的边界条件

2．7．2 电磁场矢量切向分量的边界条件

2．7．3 界面上的电流连续性方程

2．8 电磁能量和能流

2．8．1 电磁力密度 电磁功率密度

2．8．2 坡印廷定理

2．8．3 电磁场的能量密度和能流密度

2．8．4 导体在能量传输中的作用

习题2

第3章 静态电磁场

3．1 静电场的电位

3．1．1 静电场的电位

3．1．2 电荷体系引起的电位

3．1．3 电位满足的微分方程

3．1．4 电位满足的边界条件

3．2 静电场的能量

3．2．1 静电场能量与电荷和电位的关系

3．2．2 求电场力的虚位移法

3．3 导体系统的电容

3．3．1 电位系数

3．3．2 电容系数

3．3．3 部分电容

3．3．4 电容器的电容

3．4 稳恒电场和稳恒电流场

3．4．1 稳恒电场的基本方程和边界条件

3．4．2 稳恒电场的电位

3．4．3 解稳恒电流场的静电比拟法

3．5 稳恒磁场的矢量磁位

3．5．1 稳恒磁场的矢量磁位

3．5．2 库仑规范

3．5．3 磁位方程的积分解

3．5．4 磁偶极子

3．6 稳恒磁场的能量

3．6．1 用矢量磁位求磁场能量

3．6．2载流回路的磁能公式

3．6．3 求磁场力的虚位移法

3．6．4 利用磁能求自感系数

3．7 标量磁位

习题3

第4章 静态场的边值问题

4．1 唯一性定理

4．2 镜像法

4．2．1 导体平面镜像法

4．2．2 导体球面镜像法

4．2．3 导体柱面镜像法

4．2．4 介质平面镜像法

4．3 分离变量法

4．3．1 直角坐标系中的分离变量

4．3．2 圆柱坐标系中的分离变量

4．3．3 球坐标系中的分离变量

4．4 复变函数法

4．4．1 静电场的复位

4．4．2 保角变换原理

4．4．3 几种常用的保角变换

4．4．4 保角变换应用举例

习题4

第5章 平面电磁波

5．1 无源空间的电磁波动方程

5．2 时谐电磁场的复数表示

5．2．1 时谐电磁场量的复数表示

5．2．2 场方程的复数形式

5．2．3 复介电常数和复磁导率

5．2．4 复坡印廷定理

5．3 理想介质中的均匀平面电磁波

5．3．1 均匀平面波解

5．3．2 均匀平面电磁波的特性

5．4 导电介质中的平面电磁波

5．4．1 导电介质中自由电荷的分布

5．4．2 导电介质中的平面电磁波

5．4．3 良导体

5．4．4 导体的损耗表面电阻

5．5 电磁波的极化

5．6 群速度

习题5

第6章 平面电磁波的反射与折射

6．1 电磁波的反射、折射规律

6．1．1 反射、折射定律

6．1．2 反射系数与折射系数

6．2 平面电磁波对平界面的垂直入射

6．2．1 向理想导体的垂直入射

6．2．2 向理想非磁性介质的垂直人射

6．3 平面电磁波对平界面的斜入射

6．3．1 向理想导体的斜入射

6．3．2 向理想非磁性介质的斜入射

习题6

第7章 导行电磁波

7．1 导行电磁波的一般分析

7．1．1 导行电磁波的表达式

7．1．2 导波场纵向分量与横向分量的微分方程

7．1．3 导波场的横向分量与纵向分量之间的关系式

7．2 导行波波型的分类以及导行波的传输特性

7．2．1 导行波波型的分类

7．2．2 导行波的传输特性

7．3 矩形波导

7．3．1 矩形波导中的TE波

7．3．2 矩形波导中的TM波

7．3．3 矩形波导的截止波长

7．3．4 矩形波导中的TE10模

7．4 圆柱形波导

7．4．1 圆波导中的TE波

7．4．2 圆波导中的TM波

7．4．3 圆波导的传输特性

7．4．4 圆波导中的常用模式

7．5 波导的损耗

7．5．1 波导壁损耗

7．5．2 介质损耗

7．6 同轴线

7．6．1 同轴线中TEM波的场分布

7．6．2 同轴线中TEM波的传输特性

7．6．3 同轴线中的高次模

7．6．4 同轴线的单模传输条件和尺寸选择

7．7 谐振器

7．7．1 谐振器产生振荡的物理过程

7．7．2 谐振器的基本参数

7．7．3 矩形谐振腔

7．7．4 圆柱形谐振腔

习题7

第8章 电磁波的辐射

8．1 时变场的位函数

8．1．1 有源区域的波动方程

8．1．2 时变场的位函数

8．1．3 滞后位

8．2 电基本振子的辐射

8．2．1 电基本振子的电磁场

8．2．2 电基本振子的近区场(感应场)

8．2．3 电基本振子的远区场(辐射场)

8．3 磁基本振子的辐射场及对偶原理

8．3．1 磁基本振子的辐射场

8．3．2 对偶原理

8．4 天线的电参数

8．4．1 归一化方向性函数与方向图

8．4．2 方向性系数

8．4．3 其他电参数

8．5 对称振子天线

8．5．1 对称振子天线的辐射场

8．5．2 对称振子的方向性函数和方向图

8．5．3 对称振子的辐射功率与辐射电阻

8．6 均匀直线阵

8．6．1 均匀直线阵的辐射场

8．6．2 均匀直线阵阵因子特性

8．6．3 例题分析

8．7 面天线的辐射

8．7．1 基尔霍夫公式

8．7．2 口径面的辐射场

8．7．3 同相等幅矩形口径面的辐射

8．7．4 同相不等幅矩形口径面的辐射

习题8

附录A 常用矢量公式

附录B 圆柱坐标系和球坐标系

附录C 梯度、散度、旋度和拉普拉斯算符展开式

附录D “面散度”公式的推导

附录E 电磁量单位

习题参考答案

《电磁场与电磁波》系统地阐述了电磁场与电磁波的基本理论和方法，内容包括：矢量分析；电磁场的基本规律；静态电磁场；平面电磁波在无界空间的传播以及在界面处的反射和透射，导行电磁波；电磁波的辐射。并适当介绍一些基础性的工程应用内容，如波导、谐振腔、天线等。全书从麦克斯韦方程组出发，展开对各类电磁问题的讨论，便于读者提纲挈领地把握内容，掌握分析电磁问题的基本思路和方法。
《电磁场与电磁波》适用于普通高等院校相关专业本科生。

电磁场与电磁波是高等院校电子信息类本科生的重要专业基础课程。这门课程的主要目的是让学生了解和掌握电磁场与电磁波的基本理论和分析方法。主要内容包括静态电磁场以及电磁波的传播和辐射等。通过本课程的学习，学生可以掌握分析电磁场和电磁波向题的基本思路和主要方法，为进一步的学习、研究及应用奠定基础。