電磁場(chǎng)與電磁波

前言

本書(shū)是在2005年第2版的基礎(chǔ)上重新修訂而成的。這次修訂，吸收了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)教材的優(yōu)點(diǎn)，繼續(xù)保持了原來(lái)的體系結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)明的風(fēng)格。根據(jù)電子、信息和通信技術(shù)發(fā)展對(duì)本課程的新要求，以及對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)，加強(qiáng)基礎(chǔ)和拓寬專(zhuān)業(yè)的要求，對(duì)各章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，使內(nèi)容更加符合電子與信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的電磁場(chǎng)與電磁波課程的教學(xué)大綱要求。本版被教育部列為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。電磁場(chǎng)與電磁波是電子、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。隨著電子與信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是通信傳輸速率的迅速提高和帶寬的不斷增加、電子計(jì)算機(jī)時(shí)鐘速率以及電子與電力設(shè)備密度的不斷增加，要求電子、信息技術(shù)領(lǐng)域的科技工作者必須具備堅(jiān)實(shí)的電磁場(chǎng)與電磁波理論基礎(chǔ)知識(shí)。本書(shū)介紹宏觀電磁場(chǎng)分布和電磁波輻射和傳播的規(guī)律，以及電磁場(chǎng)與電磁波工程應(yīng)用的基本分析和計(jì)算方法。這些知識(shí)是從事電子、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員必備的。本書(shū)包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，靜態(tài)場(chǎng)和時(shí)變場(chǎng)3個(gè)部分，共8章。第1部分是第1章矢量場(chǎng)，這一章內(nèi)容包括矢量及矢量場(chǎng)、三種常用坐標(biāo)系中的矢量場(chǎng)、梯度、散度、旋度、唯一性定理、格林定理，是電磁場(chǎng)內(nèi)容的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。第2部分靜態(tài)場(chǎng)包括靜電場(chǎng)、恒定電流場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)3章。第2章靜電場(chǎng)包括電場(chǎng)強(qiáng)度、真空中的靜電場(chǎng)方程、電位、靜電場(chǎng)中的介質(zhì)和導(dǎo)體、介質(zhì)中的靜電場(chǎng)方程、靜電場(chǎng)的邊界條件、電位的邊值問(wèn)題與解的唯一性、分離變量法、鏡像法、電容和部分電容、電場(chǎng)能量、電場(chǎng)力。第3章恒定電流場(chǎng)內(nèi)容包括電流密度、恒定電流場(chǎng)方程、恒定電流場(chǎng)邊界條件、能量損耗與電動(dòng)勢(shì)、恒定電流場(chǎng)與靜電場(chǎng)比擬。第4章恒定磁場(chǎng)內(nèi)容包括磁感應(yīng)強(qiáng)度、真空中的磁場(chǎng)方程、媒質(zhì)磁化、媒質(zhì)中的磁場(chǎng)方程、恒定磁場(chǎng)邊界條件、磁路、電磁感應(yīng)定律、電感、磁場(chǎng)能量、磁場(chǎng)力。第3部分時(shí)變場(chǎng)包括時(shí)變電磁場(chǎng)、平面電磁波、導(dǎo)行電磁波和電磁輻射與天線4章。其中第5章時(shí)變電磁場(chǎng)內(nèi)容包括麥克斯韋方程、時(shí)變電磁場(chǎng)邊界條件、波動(dòng)方程與位函數(shù)、位函數(shù)求解、時(shí)變電磁場(chǎng)的唯一性定理、時(shí)變電磁場(chǎng)的能量和功率、正弦時(shí)變電磁場(chǎng)、正弦時(shí)變電磁場(chǎng)中的平均能量功率和復(fù)功率流密度和從麥克斯韋方程到基爾霍夫電壓定律。

內(nèi)容概要

電磁場(chǎng)與電磁波是電子、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。馮恩信等編著的《電磁場(chǎng)與電磁波》介紹了宏觀電磁場(chǎng)分布和電磁波輻射及傳播的規(guī)律，以及電磁場(chǎng)與電磁波工程應(yīng)用的基本分析和計(jì)算方法。《電磁場(chǎng)與電磁波》內(nèi)容包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，靜態(tài)場(chǎng)和時(shí)變場(chǎng)3個(gè)部分，共8章。    《電磁場(chǎng)與電磁波》是在2005年第2版的基礎(chǔ)上重新修訂而成的。這次修訂，吸收了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)教材的優(yōu)點(diǎn)，繼續(xù)保持了原來(lái)的體系結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)明的風(fēng)格，根據(jù)電子、信息和通信技術(shù)發(fā)展對(duì)本課程的新要求，以及對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)，加強(qiáng)基礎(chǔ)和拓寬專(zhuān)業(yè)的要求，對(duì)各章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，使內(nèi)容符合電子與信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的電磁場(chǎng)與電磁波課程的教學(xué)大綱要求。本版被教育部列為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。

書(shū)籍目錄

前言第1章  矢量場(chǎng)  1.1  矢量及其矢量場(chǎng)  1.2  三種常用坐標(biāo)系中的矢量場(chǎng)  1.3  梯度  1.4  矢量場(chǎng)的散度  1.5  矢量場(chǎng)的旋度  1.6  無(wú)旋場(chǎng)與無(wú)散場(chǎng)  1.7  格林定理  1.8  矢量場(chǎng)的唯一性定理  本章小結(jié)  習(xí)題1第2章  靜電場(chǎng)  2.1  電場(chǎng)強(qiáng)度  2.2  真空中的靜電場(chǎng)方程  2.3  電位  2.4  靜電場(chǎng)中的介質(zhì)與導(dǎo)體  2.5  介質(zhì)中的靜電場(chǎng)方程  2.6  靜電場(chǎng)的邊界條件  2.7  電位的邊值問(wèn)題與解的唯一性  2.8  分離變量法  2.9  鏡像法  2.10  電容和部分電容  2.11  電場(chǎng)能量  2.12  電場(chǎng)力  本章小結(jié)  習(xí)題2第3章  恒定電流場(chǎng)  3.1  電流密度  3.2  恒定電流場(chǎng)方程  3.3  恒定電流場(chǎng)的邊界條件  3.4  能量損耗與電動(dòng)勢(shì)  3.5  恒定電流場(chǎng)與靜電場(chǎng)的比擬  本章小結(jié)  習(xí)題3第4章  恒定磁場(chǎng)  4.1  磁感應(yīng)強(qiáng)度  4.2  真空中的磁場(chǎng)方程  4.3  矢量磁位與標(biāo)量磁位  4.4  媒質(zhì)磁化  4.5  媒質(zhì)中的恒定磁場(chǎng)方程  4.6  恒定磁場(chǎng)的邊界條件  4.7  磁路  4.8  電磁感應(yīng)定律  4.9  電感  4.10  磁場(chǎng)能量  4.11  磁場(chǎng)力  本章小結(jié)  習(xí)題4第5章  時(shí)變電磁場(chǎng)  5.1  麥克斯韋方程  5.2  時(shí)變電磁場(chǎng)的邊界條件  5.3  波動(dòng)方程與位函數(shù)  5.4  位函數(shù)求解  5.5  時(shí)變電磁場(chǎng)的唯一性定理  5.6  時(shí)變電磁場(chǎng)的能量及功率  5.7  正弦時(shí)變電磁場(chǎng)  5.8  正弦時(shí)變電磁場(chǎng)中的平均能量與功率  5.9  從麥克斯韋方程到基爾霍夫電壓定律  本章小結(jié)  習(xí)題5第6章  平面電磁波  6.1  理想介質(zhì)中的均勻平面波  6.2  導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波  6.3  群速  6.4  電磁波的極化  6.5  均勻平面波垂直投射到理想導(dǎo)體表面  6.6  均勻平面波垂直投射到兩種介質(zhì)分界面  6.7  均勻平面波垂直投射到多層介質(zhì)中  6.8  均勻平面波斜投射到兩種不同介質(zhì)的分界面  6.9  均勻平面波斜投射到理想導(dǎo)體表面  6.10  電磁波在等離子體中的傳播  本章小結(jié)  習(xí)題6第7章  導(dǎo)行電磁波  7.1  均勻?qū)Рㄏ到y(tǒng)中的波  7.2  TEM波傳輸線  7.3  無(wú)損耗傳輸線的工作狀態(tài)  7.4  矩形波導(dǎo)  7.5  TE10波  7.6  導(dǎo)波系統(tǒng)中的傳輸功率與損耗  7.7  諧振腔  本章小結(jié)  習(xí)題7第8章  電磁輻射與天線  8.1  電流元的輻射場(chǎng)  8.2  小電流環(huán)的輻射場(chǎng)  8.3  對(duì)偶原理  8.4  發(fā)射天線的特性  8.5  對(duì)稱(chēng)線天線的輻射場(chǎng)  8.6  口徑天線  8.7  天線陣  8.8  鏡像原理  8.9  互易定理  8.10  接收天線的特性  本章小結(jié)  習(xí)題8附錄  A  有關(guān)物理量的符號(hào)和單位  B  SI單位制中用于構(gòu)成十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)的常用詞頭名稱(chēng)及其符號(hào)  C  有關(guān)物理常數(shù)  D  矢量分析公式習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：為了形象、直觀地描述標(biāo)量場(chǎng)在空間的分布情形或沿空間坐標(biāo)的變化，可畫(huà)出其一系列等間隔的等值面。不同等值面的形狀及其間隔能較直觀地表現(xiàn)標(biāo)量場(chǎng)的空間分布情況。為了形象、直觀地描述矢量場(chǎng)在空間的分布情形或沿空間坐標(biāo)的變化，常畫(huà)出其場(chǎng)線（力線）。場(chǎng)線是一簇空間有向曲線，矢量場(chǎng)強(qiáng)處場(chǎng)線稠密，矢量場(chǎng)弱處場(chǎng)線稀疏，場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向代表該處矢量場(chǎng)方向。在電磁場(chǎng)中，常用等位面形象地表示電位的分布，分別用電力線和磁力線形象地表示電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布。場(chǎng)是物理量的分布，服從因果律，這里的“因”，稱(chēng)為場(chǎng)源。場(chǎng)都是由源產(chǎn)生的。例如，溫度場(chǎng)是由熱源產(chǎn)生的，靜電場(chǎng)是由電荷產(chǎn)生的。場(chǎng)在空間的分布形式不僅取決于產(chǎn)生它的源，還受周?chē)镔|(zhì)環(huán)境的影響。例如，爐膛中的溫度分布，不僅取決于火力大小及分布，而且還與爐膛的結(jié)構(gòu)以及材料特性有關(guān)。帶電體周?chē)碾妶?chǎng)分布不僅與帶電體的電荷分布與電量有關(guān)，也與周?chē)奈镔|(zhì)特性有關(guān)。場(chǎng)與源和物質(zhì)的關(guān)系可用一組微分方程描述，描述電磁場(chǎng)與其源的關(guān)系的方程就是稱(chēng)為麥克斯韋爾方程組的一組矢量微分方程組。

編輯推薦

《電磁場(chǎng)與電磁波(第3版)》：普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，西安交通大學(xué)“十一五”規(guī)劃教材

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