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内容大纲
本书主要介绍电磁场与电磁波的数学基础、基本特性以及基本规律，主要内容包括：第0章绪论，主要讲述电磁场理论的应用背景和发展历程，同时简单介绍了本课程的特点以及学习方法；第1章为数学基础，讨论学习本课程所需的数学理论基础；第2-5章讨论静态场，分别介绍静电场理论、恒定电场、恒定磁场、静态场的边值问题及其解法；第6章讨论时变电磁场的基本规律；第7章为平面电磁波的传播、反射和透射；第8章介绍导行电磁波理论，这是微波技术的基础；第9章介绍电磁辐射的基本理论；第10章简要介绍现代电磁场的仿真分析方法和软件工具。对于书中艰涩难懂的内容，用*号标记为选修内容。
本书配有丰富的资源。在精选习题的基础上提供了部分习题答案，以巩固理论知识；制作了部分可视化材料，以帮助学生理解重点概念；考虑课程内容的工程性，特别是理论与实践的结合，设置了实践习题部分，供学生自由探索。此外，本书体现了课程思政元素，注重课程所包含的科学精神、工程意识、工程伦理、探索精神等方面的内涵。
本书适合普通高等院校电子信息和电气工程类专业的本科生使用，也可作为相关专业的研究生教材，还可作为工程技术人员的参考用书。 -
作者介绍
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目录
第0章 绪论
0.1 电磁场与电磁波在生活中的应用
0.2 电磁场与电磁波的发展简史
0.3 本课程的特点
0.4 如何学好本课程
思考题
第1章 电磁场理论中的数学基础
1.1 矢量运算
1.1.1 标量与矢量
1.1.2 矢量的加减法
1.1.3 矢量的乘法
1.2 梯度、散度和旋度
1.2.1 标量场的梯度
1.2.2 矢量场的散度
1.2.3 矢量场的旋度
1.2.4 无旋场和无散场
1.2.5 拉普拉斯运算
1.3 三种常用坐标系
1.3.1 圆柱坐标系
1.3.2 球坐标系
1.4 格林定理与亥姆霍兹定理
1.4.1 格林定理
1.4.2 亥姆霍兹定理
本章知识结构
习题
第2章 静电场
2.1 库仑定律与电场强度
2.1.1 库仑定律
2.1.2 电场强度
2.1.3 电场的叠加原理
2.2 静电场的散度和旋度
2.2.1 电通量和高斯定律
2.2.2 静电场的旋度
2.3 电位及其方程
2.3.1 电位
2.3.2 泊松方程及拉普拉斯方程
2.3.3 点电荷的δ函数及格林函数
2.4 电偶极子
2.4.1 电偶极子的电位和电场
2.4.2 电偶极子的等电位线和电场线
2.5 静电场中的介质
2.6 边界条件
2.6.1 介质分界面上的边界条件
2.6.2 理想导体分界面上的边界条件
2.7 导体系统的电容
2.8 静电场能量与静电力
2.8.1 静电场能量
2.8.2 静电力
本章知识结构
习题
第3章 恒定电场
3.1 电流密度
3.1.1 电流密度的定义
3.1.2 传导电流和运流电流
3.1.3 欧姆定律
3.1.4 焦耳定律
3.1.5 电动势
3.2 电流连续性方程
3.3 恒定电场的边界条件
3.4 导体中恒定电场与静电场的比拟
本章知识结构
习题
第4章 恒定磁场
4.1 安培力定律与毕奥-沙伐尔定律
4.1.1 安培力定律
4.1.2 毕奥-沙伐尔定律
4.1.3 洛伦兹力
4.2 恒定磁场的基本方程、矢量磁位
4.2.1 恒定磁场的散度、磁通连续性原理
4.2.2 恒定磁场的旋度、安培环路定理
4.2.3 矢量磁位
4.3 磁偶极子
4.4 恒定磁场中的磁介质
4.5 恒定磁场的边界条件
4.5.1 磁感应强度、磁场强度以及矢量磁位的边界条件
4.5.2 标量磁位及其边界条件
4.6 电感
4.6.1 自感
4.6.2 互感
4.7 磁场能量和磁场力
4.7.1 磁场能量及能量密度
4.7.2 磁场力
本章知识结构
习题
第5章 静态场的边值问题及其解法
5.1 静态场的边值问题及唯一性定理
5.1.1 边值问题的分类
5.1.2 唯一性定理
5.2 镜像法
5.2.1 导体平面镜像
5.2.2 导体球面镜像
5.2.3 导体圆柱面的镜像
5.2.4 介质平面的镜像
5.3 分离变量法
5.3.1 直角坐标系中的分离变量法
5.3.2 圆柱坐标系中的分离变量法
5.3.3 球坐标系中的分离变量法
5.4 有限差分法
本章知识结构
习题
第6章 时变电磁场
6.1 位移电流与全电流安培环路定律
6.2 法拉第电磁感应定律与有旋电场
6.3 麦克斯韦方程组
6.4 坡印廷矢量及坡印廷定理
6.5 时变场下的边界条件及唯一性定理
6.5.1 时变场下的边界条件
6.5.2 时变场下的唯一性定理
6.6 波动方程
6.7 时变场下的位函数
6.7.1 矢量位和标量位
6.7.2 达朗贝尔方程
6.8 时谐电磁场
6.8.1 时谐电磁场的复数表示
6.8.2 时谐电磁场的方程
6.8.3 复介电常数和复磁导率
6.8.4 平均能流密度和复坡印廷定理
本章知识结构
习题
第7章 均匀平面电磁波
7.1 理想介质中的平面波
7.1.1 理想介质中沿z轴传播的均匀平面波
7.1.2 理想介质中沿任意方向传播的均匀平面波
7.2 导电介质中的平面波
7.2.1 导电介质中的电磁波表达式
7.2.2 弱导电介质中的均匀平面波
7.2.3 良导电介质中的均匀平面波
7.2.4 相速度与群速度
7.3 各向异性介质中的均匀平面波
7.3.1 张量磁导率
7.3.2 铁氧体均匀平面波传播特性
7.4 电磁波的极化
7.4.1 线极化
7.4.2 圆极化
7.4.3 椭圆极化
7.5 均匀平面对分界面的垂直入射
7.5.1 对介质分界面的垂直入射
7.5.2 对理想导体分界面的垂直入射
7.5.3 对多层介质分界面的垂直入射
7.6 均匀平面对分界面的斜入射
7.6.1 对理想介质分界面的斜入射
7.6.2 对理想导体分界面的斜入射
本章知识结构
习题
第8章 导行电磁波
8.1 传输线的电路理论
8.1.1 传输线上的波动方程
8.1.2 无损传输线
8.2 波导的电磁场理论
8.2.1 TEM波
8.2.2 TE波
8.2.3 TM波
8.3 矩形波导
8.3.1 矩形波导中的TE波
8.3.2 矩形波导中的TM波
8.4 圆波导
8.4.1 圆波导中的TE波
8.4.2 圆波导中的TM波
8.5 同轴波导
8.5.1 同轴波导中的TEM波
8.5.2 同轴波导中的高次模
8.6 谐振腔
本章知识结构
习题
第9章 电磁波的辐射
9.1 滞后位
9.2 电偶极子的辐射
9.3 电与磁的对偶性
9.4 磁偶极子的辐射
9.5 电磁辐射几个重要的参数
9.6 阵列天线
9.6.1 二元阵列
9.6.2 均匀直线阵列
9.7 口径场辐射
9.7.1 惠更斯元的辐射
9.7.2 平面口径场的辐射
本章知识结构
习题
第10章 电磁分析方法与仿真软件简介
10.1 电磁分析方法简介
10.2 电磁仿真软件简介
习题
附录
参考文献
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