電磁場(chǎng)與電磁波

內(nèi)容概要

　　《電磁場(chǎng)與電磁波》系統(tǒng)地闡述了電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論和方法，內(nèi)容包括：矢量分析；電磁場(chǎng)的基本規(guī)律；靜態(tài)電磁場(chǎng)；平面電磁波在無界空間的傳播以及在界面處的反射和透射，導(dǎo)行電磁波；電磁波的輻射。并適當(dāng)介紹一些基礎(chǔ)性的工程應(yīng)用內(nèi)容，如波導(dǎo)、諧振腔、天線等。全書從麥克斯韋方程組出發(fā)，展開對(duì)各類電磁問題的討論，便于讀者提綱挈領(lǐng)地把握內(nèi)容，掌握分析電磁問題的基本思路和方法。　　《電磁場(chǎng)與電磁波》適用于普通高等院校相關(guān)專業(yè)本科生。

書籍目錄

第1章　矢量分析1．1 標(biāo)量場(chǎng)的梯度1．1．1 方向?qū)?shù)1．1．2 梯度1．1．3 梯度的運(yùn)算法則1．2 矢量場(chǎng)的散度1．2．1 通量1．2．2 散度1．2．3 散度的運(yùn)算法則1．2．4 格林恒等式1．3 矢量場(chǎng)的旋度1．3．1 環(huán)量1．3．2 旋度1．3．3 旋度的運(yùn)算法則1．3．4 旋度定理1．4 正交曲線坐標(biāo)系1．4．1 正交曲線坐標(biāo)系概述1．4．2 正交曲線坐標(biāo)系中的梯度、散度、旋度的表達(dá)式1．4．3 圓柱坐標(biāo)系1．4．4 球坐標(biāo)系1．5 矢量場(chǎng)的唯一性定理與亥姆霍茲定理1．5．1 矢量場(chǎng)的唯一性定理1．5．2 亥姆霍茲定理習(xí)題1第2章　電磁場(chǎng)的基本規(guī)律2．1 真空中的靜電場(chǎng)2．1．1 庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度2．1．2 高斯定理靜電場(chǎng)的散度2．1．3 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理和旋度2．2 電流連續(xù)性方程2．2．1 電流密度2．2．2 電流連續(xù)性方程2．3 真空中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)2．3．1 安培定律畢奧一薩伐爾定律2．3．2 磁通連續(xù)性原理磁場(chǎng)的散度2．3．3 安培環(huán)路定理穩(wěn)恒磁場(chǎng)的旋度2．4 電磁感應(yīng)定律2．4．1 電磁感應(yīng)定律2．4．2 渦旋電場(chǎng)2．5 介質(zhì)的電磁特性2．5．1 介質(zhì)的極化2．5．2 介質(zhì)的磁化2．5．3 本構(gòu)方程2．6 麥克斯韋方程組2．6．1 一般情況下的總電位移2．6．2 位移電流2．6．3 麥克斯韋方程組2．7 電磁場(chǎng)的邊界條件2．7．1 電磁場(chǎng)矢量法向分量的邊界條件2．7．2 電磁場(chǎng)矢量切向分量的邊界條件2．7．3 界面上的電流連續(xù)性方程2．8 電磁能量和能流2．8．1 電磁力密度　電磁功率密度2．8．2 坡印廷定理2．8．3 電磁場(chǎng)的能量密度和能流密度2．8．4 導(dǎo)體在能量傳輸中的作用習(xí)題2第3章　靜態(tài)電磁場(chǎng)3．1 靜電場(chǎng)的電位3．1．1 靜電場(chǎng)的電位3．1．2 電荷體系引起的電位3．1．3 電位滿足的微分方程3．1．4 電位滿足的邊界條件3．2 靜電場(chǎng)的能量3．2．1 靜電場(chǎng)能量與電荷和電位的關(guān)系3．2．2 求電場(chǎng)力的虛位移法3．3 導(dǎo)體系統(tǒng)的電容3．3．1 電位系數(shù)3．3．2 電容系數(shù)3．3．3 部分電容3．3．4 電容器的電容3．4 穩(wěn)恒電場(chǎng)和穩(wěn)恒電流場(chǎng)3．4．1 穩(wěn)恒電場(chǎng)的基本方程和邊界條件3．4．2 穩(wěn)恒電場(chǎng)的電位3．4．3 解穩(wěn)恒電流場(chǎng)的靜電比擬法3．5 穩(wěn)恒磁場(chǎng)的矢量磁位3．5．1 穩(wěn)恒磁場(chǎng)的矢量磁位3．5．2 庫(kù)侖規(guī)范3．5．3 磁位方程的積分解3．5．4 磁偶極子3．6 穩(wěn)恒磁場(chǎng)的能量3．6．1 用矢量磁位求磁場(chǎng)能量3．6．2載流回路的磁能公式3．6．3 求磁場(chǎng)力的虛位移法3．6．4 利用磁能求自感系數(shù)3．7 標(biāo)量磁位習(xí)題3第4章　靜態(tài)場(chǎng)的邊值問題4．1 唯一性定理4．2 鏡像法4．2．1 導(dǎo)體平面鏡像法4．2．2 導(dǎo)體球面鏡像法4．2．3 導(dǎo)體柱面鏡像法4．2．4 介質(zhì)平面鏡像法4．3 分離變量法4．3．1 直角坐標(biāo)系中的分離變量4．3．2 圓柱坐標(biāo)系中的分離變量4．3．3 球坐標(biāo)系中的分離變量4．4 復(fù)變函數(shù)法4．4．1 靜電場(chǎng)的復(fù)位4．4．2 保角變換原理4．4．3 幾種常用的保角變換4．4．4 保角變換應(yīng)用舉例習(xí)題4第5章　平面電磁波5．1 無源空間的電磁波動(dòng)方程5．2 時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示5．2．1 時(shí)諧電磁場(chǎng)量的復(fù)數(shù)表示5．2．2 場(chǎng)方程的復(fù)數(shù)形式5．2．3 復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率5．2．4 復(fù)坡印廷定理5．3 理想介質(zhì)中的均勻平面電磁波5．3．1 均勻平面波解5．3．2 均勻平面電磁波的特性5．4 導(dǎo)電介質(zhì)中的平面電磁波5．4．1 導(dǎo)電介質(zhì)中自由電荷的分布5．4．2 導(dǎo)電介質(zhì)中的平面電磁波5．4．3 良導(dǎo)體5．4．4 導(dǎo)體的損耗表面電阻5．5 電磁波的極化5．6 群速度習(xí)題5第6章　平面電磁波的反射與折射6．1 電磁波的反射、折射規(guī)律6．1．1 反射、折射定律6．1．2 反射系數(shù)與折射系數(shù)6．2 平面電磁波對(duì)平界面的垂直入射6．2．1 向理想導(dǎo)體的垂直入射6．2．2 向理想非磁性介質(zhì)的垂直人射6．3 平面電磁波對(duì)平界面的斜入射6．3．1 向理想導(dǎo)體的斜入射6．3．2 向理想非磁性介質(zhì)的斜入射習(xí)題6第7章　導(dǎo)行電磁波7．1 導(dǎo)行電磁波的一般分析7．1．1 導(dǎo)行電磁波的表達(dá)式7．1．2 導(dǎo)波場(chǎng)縱向分量與橫向分量的微分方程7．1．3 導(dǎo)波場(chǎng)的橫向分量與縱向分量之間的關(guān)系式7．2 導(dǎo)行波波型的分類以及導(dǎo)行波的傳輸特性7．2．1 導(dǎo)行波波型的分類7．2．2 導(dǎo)行波的傳輸特性7．3 矩形波導(dǎo)7．3．1 矩形波導(dǎo)中的TE波7．3．2 矩形波導(dǎo)中的TM波7．3．3 矩形波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)7．3．4 矩形波導(dǎo)中的TE10模7．4 圓柱形波導(dǎo)7．4．1 圓波導(dǎo)中的TE波7．4．2 圓波導(dǎo)中的TM波7．4．3 圓波導(dǎo)的傳輸特性7．4．4 圓波導(dǎo)中的常用模式7．5 波導(dǎo)的損耗7．5．1 波導(dǎo)壁損耗7．5．2 介質(zhì)損耗7．6 同軸線7．6．1 同軸線中TEM波的場(chǎng)分布7．6．2 同軸線中TEM波的傳輸特性7．6．3 同軸線中的高次模7．6．4 同軸線的單模傳輸條件和尺寸選擇7．7 諧振器7．7．1 諧振器產(chǎn)生振蕩的物理過程7．7．2 諧振器的基本參數(shù)7．7．3 矩形諧振腔7．7．4 圓柱形諧振腔習(xí)題7第8章　電磁波的輻射8．1 時(shí)變場(chǎng)的位函數(shù)8．1．1 有源區(qū)域的波動(dòng)方程8．1．2 時(shí)變場(chǎng)的位函數(shù)8．1．3 滯后位8．2 電基本振子的輻射8．2．1 電基本振子的電磁場(chǎng)8．2．2 電基本振子的近區(qū)場(chǎng)(感應(yīng)場(chǎng))8．2．3 電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)(輻射場(chǎng))8．3 磁基本振子的輻射場(chǎng)及對(duì)偶原理8．3．1 磁基本振子的輻射場(chǎng)8．3．2 對(duì)偶原理8．4 天線的電參數(shù)8．4．1 歸一化方向性函數(shù)與方向圖8．4．2 方向性系數(shù)8．4．3 其他電參數(shù)8．5 對(duì)稱振子天線8．5．1 對(duì)稱振子天線的輻射場(chǎng)8．5．2 對(duì)稱振子的方向性函數(shù)和方向圖8．5．3 對(duì)稱振子的輻射功率與輻射電阻8．6 均勻直線陣8．6．1 均勻直線陣的輻射場(chǎng)8．6．2 均勻直線陣陣因子特性8．6．3 例題分析8．7 面天線的輻射8．7．1 基爾霍夫公式8．7．2 口徑面的輻射場(chǎng)8．7．3 同相等幅矩形口徑面的輻射8．7．4 同相不等幅矩形口徑面的輻射習(xí)題8附錄A 常用矢量公式附錄B 圓柱坐標(biāo)系和球坐標(biāo)系附錄C 梯度、散度、旋度和拉普拉斯算符展開式附錄D “面散度”公式的推導(dǎo)附錄E 電磁量單位習(xí)題參考答案

章節(jié)摘錄

　　第1章　矢量分析　　在物理學(xué)中，某一物理量的空間分布構(gòu)成一個(gè)物理的“場(chǎng)”。標(biāo)量型物理量（如電位等）的空間分布構(gòu)成標(biāo)量場(chǎng)，而矢量型物理量（如電場(chǎng)強(qiáng)度等）的空間頒布則構(gòu)成矢量場(chǎng)。在數(shù)學(xué)上，這些場(chǎng)用標(biāo)量函數(shù)∮（r,t）或矢量函數(shù)A(r,t)來表示，分析、處理場(chǎng)的數(shù)學(xué)方法是矢量分析。因此，矢量分析是學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)所必需的數(shù)學(xué)工具，其主要內(nèi)容是關(guān)于標(biāo)量場(chǎng)的梯度、矢量場(chǎng)的散度和旋度的運(yùn)算。本章將給出梯度、散度和旋度的定義和相關(guān)的運(yùn)算法則及公式，以及它們?cè)谥苯亲鴺?biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系和一般正交曲線坐標(biāo)系中的表達(dá)式。

編輯推薦

　　電磁場(chǎng)與電磁波是高等院校電子信息類本科生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。這門課程的主要目的是讓學(xué)生了解和掌握電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論和分析方法。主要內(nèi)容包括靜態(tài)電磁場(chǎng)以及電磁波的傳播和輻射等。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握分析電磁場(chǎng)和電磁波向題的基本思路和主要方法，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、研究及應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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