電磁場基礎

前言

　　本書是根據(jù)美國伊利諾伊大學電氣與計算機工程系N. Narayana Rao博士主編的Fundamentals of Electromagneticsfor Electrical and Computer Engineering 2009版翻譯而成的?！　ao教授1965年獲得華盛頓大學電氣工程博士學位，同年加入伊利諾伊大學Urbana-Champaign分校（UIUC）電氣工程系(現(xiàn)為電氣和計算機工程系)。2007年Rao教授以電氣和計算機工程的Edward C. Jordan榮譽教授從UIUC退休。在伊利諾伊大學42年的任職期間，Rao教授致力于科研、教學、管理和國際活動，教授了多門電氣工程課程，并開設了電磁場和波傳播的課程，出版了6個版本的Elements of Engineering Electromagnetics本科教材。Rao教授因為他在電磁學教學和課程建設方面的出色貢獻而獲得了許多的獎勵和榮譽?！　ao教授匯集多年教學經(jīng)驗編寫本書，用于一學期課程教學，是精簡版的教科書。書中詳細介紹了電磁場理論的基礎知識。以分析研究時變電磁場的麥克斯韋方程組為起點，將其他不同類型的場作為麥克斯韋方程組的解，使用靜態(tài)-準靜態(tài)-波引出了物理結構的頻率特性。采用笛卡兒坐標系來處理物質的空間特性，使得幾何結構簡單且易于理解。本書主要內容包括矢量和場的基本概念、時變場的麥克斯韋方程組的積分形式和微分形式、均勻平面波的傳播特性、傳輸線理論、波導原理、天線基礎。本書還在擴展部分介紹了平面波在電離媒質以及各向異性媒質中的傳播、電磁兼容與屏蔽、串擾、色散等其他相關內容。附錄中對圓柱坐標系和球坐標系做了簡要介紹，還介紹了三種坐標系下旋度、散度和梯度的計算以及物理意義?！　‰姶艌隼碚撌请姎怆娮?、信息以及計算機工程專業(yè)最重要的基礎課程之一。本書內容編排簡潔清晰，概念原理論述清楚，分析深入淺出，概括和總結了電磁場理論在電子和計算機工程領域的發(fā)展歷程，是大學高年級本科生難得的專業(yè)基礎教材之一。本書適用范圍廣，可作為高等院校電子、通信、計算機和相關專業(yè)本科生的教材，可供有關學科教師、科研人員以及工程技術人員參考，還可作為電氣、電子、通信領域工程師的重要參考書?！　”緯那把浴⒌?章、第3章、第9章和附錄C由郭勇博士翻譯；第1章、第4章、第5章、第8章和附錄A以及索引由邵小桃副教授翻譯；第6章、第7章、第10章和附錄B由王國棟副教授翻譯，孟水仙碩士參與了第10章部分章節(jié)的翻譯工作。邵小桃副教授負責全書的統(tǒng)稿和內容的審校。為了與英文版教材對照，本書中的矢量符號沿用英文版中的黑正體?！　≡诖艘貏e感謝電子工業(yè)出版社的編輯、校對員和排版員，本書能夠順利出版，離不開各位的辛勤工作和大力支持?！　∮捎谧g者水平有限，時間較緊，雖然付出了最大的努力，但譯文中仍然不可避免地會出現(xiàn)錯誤和疏漏，敬請各位讀者指正。

內容概要

本書詳細介紹了電磁場理論的基礎知識，主要內容包括矢量和場的基本概念、時變場的麥克斯韋方程組的積分和微分形式、均勻平面波的傳播特性、傳輸線理論、波導原理和天線基礎。本書還在擴展部分介紹了平面波在電離媒質以及各向異性媒質中的傳播、電磁兼容與屏蔽、串擾、色散等其他相關內容。附錄中對圓柱坐標系和球坐標系做了簡要介紹，還介紹了三種坐標系下旋度、散度和梯度的計算以及物理意義?！　”緯谴髮W高年級本科生難得的專業(yè)基礎教材之一，可作為高等院校電子、通信、計算機和相關專業(yè)本科生的教材，可供有關學科教師、科研人員以及工程技術人員參考；還可作為電氣、電子、通信領域工程師的重要參考書。

作者簡介

Rao教授主要從事電離層的傳播方面的科研工作，并在教學和課程建設方面獲得了許多獎勵和榮譽，如1989年因基在電氣工程教育和電離層傳播等方面的貢獻當選IEEE會士。Rao教授是IEEE的終生會士和ASEE的終生會員。
　　作為伊利諾伊大學電氣和計算機工程系的Eaward C．Jordan榮譽

書籍目錄

第1章 矢量和場 　1.1 矢量代數(shù) 　1.2 笛卡兒坐標系 　1.3 標量場和矢量場 　1.4 正弦時變場 　1.5 電場 　1.6 磁場 　小結 　復習思考題 　習題 第2章 麥克斯韋方程組的積分形式 　2.1 線積分 　2.2 面積分 　2.3 法拉第定律 　2.4 安培環(huán)路定律 　2.5 電場的高斯定律 　2.6 磁場的高斯定律 　小結 　復習思考題 　習題 第3章 麥克斯韋方程組的微分形式 　3.1 法拉第定律 　3.2 安培環(huán)路定律 　3.3 旋度和斯托克斯定理 　3.4 電場的高斯定律 　3.5 磁場的高斯定律 　3.6 散度和散度定理 　小結 　復習思考題 　習題 第4章 波在自由空間中的傳播 　4.1 無限大電流平面 　4.2 無限大電流平面附近的磁場 　4.3 麥克斯韋方程組的連續(xù)解 　4.4 波動方程的解 　4.5 均勻平面波 　4.6 坡印廷矢量和能量存儲 　小結 　復習思考題 　習題 第5章 波在材料媒質中的傳播 　5.1 導體和電介質 　5.2 磁性材料 　5.3 波動方程及其解 　5.4 電介質和導體中的均勻平面波 　5.5 邊界條件 　5.6 均勻平面波的反射和透射 　小結 　復習思考題 　習題 第6章 靜態(tài)場、準靜態(tài)場和傳輸線 　6.1 梯度和電位 　6.2 泊松方程和拉普拉斯方程 　6.3 靜態(tài)場和電路元件 　6.4 通過準靜態(tài)分析低頻特性 　6.5 分布電路概念和平行板傳輸線 　6.6 任意橫截面的傳輸線 　小結 　復習思考題 　習題 第7章 傳輸線分析 第8章 波導原理 第9章 天線基礎 第10章 補充主題 附錄A 圓柱坐標系和球坐標系 附錄B 圓柱坐標系和球坐標系中的旋度、散度和梯度 附錄C 單位和量綱 推薦深入閱讀的相關書籍 奇數(shù)編號習題答案 中英文術語對照

編輯推薦

　　這本學時一學期的、精簡版的教材介紹了電氣和計算機工程技術要用到的電磁學的基本概念?！峨姶艌龌A》的編寫以時變場的麥克斯韋方程組為起點，將其他不同類型的場作為麥克斯韋方程組的解進行處理，并使用靜態(tài)準靜態(tài)波引出物理結構的頻率行為?！　　峨姶艌龌A》采用笛卡兒坐標系來處理物質的體積，保證了幾何結構的簡單和易于理解，盡管笛卡兒坐標系對于學習物理概念和數(shù)學工具是足夠的，但在必要的地方還需要使用其他的坐標系?！　　峨姶艌龌A》特色：獨特地介紹時變場的麥克斯韋方程組，首先介紹麥克斯韋方程組的積分形式，然后介紹麥克斯韋方程組的微分形式。在麥克斯韋方程組之后，介紹了均勻平面波在自由空間中的傳播，通過考慮均勻平面波場和媒質的相互作用介紹了媒質。由物理結構的頻率行為的討論，引出了傳輸線和分布電路的概念。用一章的篇幅介紹了傳輸線分析所必需的基本知識，既包括頻域分析、史密斯圓圖，也包括時域分析，用一章的篇幅介紹了金屬波導和介質波導的原理。通過對準靜態(tài)場連續(xù)解的擴展得到赫茲振子場的完整解作為起點，討論了天線的基本原理。用一章的篇幅介紹了可選教學的補充主題。

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