工程电磁场

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序

第1章 矢量分析

1.1 标量和矢量

1.2 矢量代数

1.3 直角坐标系

1.4 矢量的分量与单位矢量

1.5 矢量场

1.6 点乘

1.7 叉乘

1.8 其他坐标系：圆柱坐标

1.9 球坐标系

参考文献

习题

第2章 库仑定律和电场强度

2.1 库仑实验定律

2.2 电场强度

2.3 连续体电荷分布的场

2.4 线电荷的场

2.5 面电荷的场

2.6 场线和场图

参考文献

习题

第3章 电通量密度、高斯定理和散度

3.1 电通量密度

3.2 高斯定理

3.3 高斯定理的应用：几种对称电荷分布

3.4 高斯定理的应用：体微元

3.5 散度和麦克斯韦第一方程

3.6 矢量算子V和散度定理

参考文献

习题

第4章 能量和电位

4.1 电场中移动一个点电荷消耗的能量

4.2 线积分

4.3 电位差和电位的定义

4.4 点电荷的电位场

4.5 电荷系统的电位场：保守特性

4.6 电位梯度

4.7 电偶极子

4.8 静电场的能量密度

参考文献

习题

第5章 导体和介质

5.1 电流和电流密度

5.2 电流的连续性

5.3 金属导体

5.4 导体特性和边界条件

5.5 镜像法

5.6 半导体

5.7 介质材料的性质

5.8 理想介质材料的边界条件

参考文献

习题

第6章 电容

6.1 电容定义

6.2 平行板电容器

6.3 几个电容实例

6.4 双导线电容

6.5 二维问题中用电场图估算电容

6.6 泊松和拉普拉斯方程

6.7 拉普拉斯方程求解实例

6.8 泊松方程求解实例：p一n结电容

参考文献

习题

第7章 恒定磁场

7.1 毕奥一萨伐尔定律

7.2 安培环路定律

7.3 旋度

7.4 斯托克斯定理

7.5 磁通和磁通密度

7.6 标量和矢量磁位

7.7 恒定磁场定律的推导

参普文献

习题

第8章 磁场力、材料和电感

8.1 运动电荷所受的力

8.2 微电流元所受的力

8.3 两个微电流元之间的力

8.4 闭合电路所受的力和力矩

8.5 磁材料的性质

8.6 磁化和磁导率

8.7 磁边界条件

8.8 磁路

8.9 磁能和磁材料所受的力

8.10 电感和互感

参考文献

习题

第9章 时变场和麦克斯韦方程组

9.1 法拉第定律

9.2 位移电流

9.3 麦克斯韦方程组的点（或微分）形式

9.4 麦克斯韦方程组的积分形式

9.5 推迟位

参考文献

习题

第10章 传输线

10.1 传输线传播的物理描述

10.2 传输线方程

10.3 无损传播

10.4 正弦电压的无损传播

10.5 正弦波的复数分析

10.6 相量形式的传输线方程及其解

10.7 低损耗传播

10.8 损耗特性下的功率传输和分贝的使用

10.9 不连续处的渡反射

10.10 电压驻波比

10.11 有限长传输线

10.12 几个传输线实例

10.13 图解法：史密斯图

10.14 暂态分析

参考文献

习题

第11章 均匀平面波

11.1 自由空间中的波传播

11.2 介质中的渡传播

11.3 坡印亭定理和波功率

11.4 良导体中的传播：趋肤效应

11.5 波的极化

参考文献

习题

第12章 平面波反射和色散

12.1 垂直入射时均匀平面波的反射

12.2 驻波比

12.3 多个界面的渡反射

12.4 一般方向的平面波传播

12.5 斜入射波角时的平面渡反射

12.6 斜入射波的全反射与全传输

12.7 色散媒质中的波传播

12.8 色散媒质中的脉冲变宽现象

参考文献

习题

第13章 导波

13.1 传输线场和基本参数

13.2 基本波导工作原理

13.3 平行板波导的平面波分析

13.4 用波方程进行平行板波导分析

13.5 矩形波导

13.6 平面介质波导

13.7 光纤

参考文献

习题

第14章 电磁辐射与天线

14.1 基本辐射原理：赫兹偶极子

14.2 天线描述参数

14.3 磁偶极子

14.4 细导线天线

14.5 二元阵列天线

14.6 均匀线性阵列天线

14.7 作为接收器的天线

参考文献

习题

附录A矢量分析

A.1 -般曲线坐标

A.2 -般曲线坐标下的散度、梯度和旋度

A.3 矢量恒等式

附录B 单位

附录C 材料常数

附录D 唯一性定理

附录E 复介电常数的根源

附录F 奇数号习题答案588题

《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》由海特（WilliamH.Hayt，Jr.）、巴克（JohnA.Buck）著，本教材与国内电子与电气工程专业的本科教材基本一致，其内容满足我国高校教学大纲要求。 　　《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》基本概念讲述清晰、注重物理概念、淡化公式推导、图文并茂、定理和重要公式彩色加重印刷；每章后面都配有约30道习题。《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》写作文笔流畅、可读性好、易理解，学生可以使用该教材进行自主学习，是电磁场或电磁场与波课程的理想教材或参考书。 　　需要特别指出的是：《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》配有学习网站（网址见封底），网站提供了丰富的学习资源和内容，包括图、动画、互动、小测验等，书中页边处给出了网站上对应内容的图标，每当学到图标处时，建议查阅网站相应内容，这对学习非常有益。另外，每章后面的习题采用三级难度分类标识给出每道题的难易程度（题号后的竖条），便于不同学习程度的学生选择习题。 　　相对于国内相应教材，《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》在内容上包含一些工程使用性内容，如不规则形状电极间的电容近似计算方法、PN结电容、磁路概念、铁磁材料的非线性等内容。《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》在内容上的另一特点是简略一些公式推导，加强物理概念讲述，新版本更加如此。例如，新版本删除了求解拉普拉斯方程和泊松方程的分离变量法和差分法等内容，因为此为数学方法，并非物理概念。 　　删除的这些内容放到了网站上供扩展性学习。 　　《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》在内容编排上有独到之处。例如，在静电场部分，将能量与电位的引入结合在一起（第4章的题目为能量和电位），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；在磁场部分，相对于静电场部分的5章编排，该部分仅以两章出现，一章的题目为“恒定磁场”，另一章的题目为“磁场力、材料和电感”，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，且在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。 　　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。 　　《清华版双语教学用书：工程电磁场（第8版）》在教学网站提供了教辅资源，包括动画、互动、测验等，并给出了一些利用Ansoft等电磁场数值计算软件得到的场图，以及一些问答测试