電磁場與電磁波(M+Book)

內容簡介

本書是在普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《電磁場與電磁波基礎教程》的基礎上修訂而成。全書共7章，包括矢量分析、靜電場、恆定電場、恆定磁場、時變電磁場、平面電磁波、導行電磁波。內容講述深入淺出，對電磁場與電磁波理論既有嚴格的數學推導，又注重其物理意義的闡述與分析。每章除小結、思考與練習、習題之外，還包括電磁場與電磁波的主要套用、MATLAB套用分析、部分插圖的動態連結、研究型拓頁欠旬展題目。附錄給出了矢量恆等式、三個坐標系下的微分運算及坐標變換、基本物理常數和SI單位前綴，書末還附有習題答案。

本書可作為通信、電子、自動化專業試悼本科生“電磁場與電磁波”課程教材，也可作為相關教師、學生以及專業人員的重要參考書。

圖書目錄

第1章矢量分析

1.1矢量和矢量運算

1.1.1標量與矢量

1.1.2矢量運算

1.2標量場和矢量場

1.2.1場的分類

1.2.2場的表示

1.3正交坐標系戒姜愚陵與微分元

1.3.1直角坐標系

1.3.2圓柱坐標系

1.3.3球坐標系

1.4標量場的方嚮導數和梯度

1.4.1方嚮導數

1.4.2標量場的梯度

1.5矢量場的通量和散度

1.5.1通量和通量源

1.5.2矢量場的散度

1.5.3散度定理

1.6矢量場的環量和旋度

1.6.1環量和渦旋源

1.6.2矢量場的旋度

1.6.3斯托克斯定理

1.7亥姆霍茲定理

1.7.1無散場與無旋場

1.7.2亥姆霍茲定理

1.8MATLAB套用分析

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

第2章靜電場

2.1庫侖定律和電場強度

2.1.1庫侖定律

2.1.2電場強度

2.2真空中的靜電場方程

2.2.1靜電場的通故頁和章量和散度

2.2.2靜電場的環量和旋度

2.2.3真空中靜電場的基本方程

2.3電位

2.3.1電位的定義

2.3.2電位的計算

2.3.3電偶極子

2.4介質中的靜電場方程

2.4.1介質的極化

2.4.2介質中的高斯定律

2.5靜電場的邊界條件

2.5.1兩種介質分界面上的邊界條件

2.5.2介質與導體分界面上的邊界條件

2.6泊松方程拉普拉斯方程

2.7靜態場的邊值問題和基本定理

2.7.1格林定理

2.7.2唯一性定理

2.7.3靜態場的邊值問題

2.8分離變數法

2.8.1直角坐標分離變數法

2.8.2圓柱坐標分離變數法

2.8.3球坐標系的分離變數法

2.9鏡像法

2.9.1平面鏡像法

2.9.2球面鏡像達埋恥法

2.9.3圓柱面鏡像法

2.10多導體系統——部分電容

2.10.1電容的概念

2.10.2多導體系統間的部分電容

2.11靜電場能量靜電力

2.11.1靜電場能量

2.11.2靜電力

2.12靜電場的套用

2.13MATLAB 套用分析

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

第3章恆定電場

3.1電流密度

3.1.1電流強度和電流密度

3.1.2電流密度和電荷密度

3.1.3歐姆定律

3.1.4焦耳定律

3.2恆定電場的基本方程和電動勢

3.2.1電流連續性方程

3.2.2恆定電場的基本方程

3.2.3電動勢

3.3恆定電場的邊界條件

3.4恆定電場與靜電場的比擬

3.5恆定電場的套用

3.6MATLAB套用分析

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

第4章恆定磁場

4.1安培力定律與磁感應強度

4.1.1安培力定律

4.1.2磁感應強度——畢奧-薩伐爾定律

4.1.3洛侖茲力

4.2真空中恆定磁場的基本方程

4.2.1磁通連續性方程

4.2.2安培環路定律

4.3矢量磁位和磁偶極子

4.3.1矢量磁位

4.3.2磁偶極子

4.4磁介質中的恆定磁場方程

4.4.1介質的磁化

4.4.2磁介質中的安培環路定律

4.5恆定磁場的邊界條件

4.5.1兩種磁介質分界面上的邊界條件

4.5.2理想導磁體表面的邊界條件

4.5.3矢量磁位表示的邊界條件

4.6標量磁位

4.6.1標量磁位及其方程

4.6.2標量磁位的多值性

4.6.3介質磁化的磁荷模型及其標量磁位

4.7電感

4.7.1自感係數和互感係數

4.7.2自感和互感的計算

4.8磁場能量磁場力

4.8.1磁場能量

4.8.2磁場力

4.9恆定頌巴頁磁場的記充道套用

4.10MATLAB套用分析

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

第5章時變電磁場

5.1法拉第電磁感應定律

5.2位移電流

5.3麥克斯韋方程組

5.3.1麥克斯韋方程組的形式

5.3.2本構關係

5.3.3無源區的麥克斯韋方程組

5.3.4無源區的波動方程

5.4時變電磁場的邊界條件

5.4.1兩種媒質分界面上的邊界條件

5.4.2理想導體表面的邊界條件

5.5正弦電磁場的複數表示法

5.5.1正弦場量的複數表示

5.5.2麥克斯韋方程組的複數形式

5.5.3波動方程的複數形式

5.5.4復電容率復磁導率

5.6坡印廷定理和坡印廷矢量

5.6.1時變電磁場的能量與功率

5.6.2時域坡印廷定理

5.6.3頻域坡印廷定理

5.6.4時變電磁場的唯一性定理

5.7時變電磁場的動態位

5.7.1動態位方程

5.7.2動態位方程的解

5.8時變電磁場的套用

5.9MATLAB套用分析

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

第6章平面電磁波

6.1理想介質中的均勻平面波

6.1.1均勻平面波的方程和解式

6.1.2均勻平面波的傳播特性

6.2電磁波的極化

6.2.1直線極化

6.2.2圓極化

6.2.3橢圓極化

6.3導電媒質中的均勻平面波

6.3.1導電媒質中的波動方程及其解式

6.3.2導電媒質中均勻平面波的傳播特性

6.4均勻平面波的垂直入射

6.4.1導電媒質分界面的垂直入射

6.4.2理想導體表面的垂直入射

6.4.3理想介質分界面的垂直入射

6.4.4良導體表面的垂直入射

6.5均勻平面波對多層介質的垂直入射

6.6均勻平面波的斜入射

6.6.1理想介質分界面的斜入射

6.6.2波的全反射和全折射

6.6.3理想導體表面的斜入射

6.7群速

6.8電磁波的套用

6.9MATLAB套用分析

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

第7章導行電磁波

7.1導行波的基本特性

7.1.1TEM波的傳輸特性

7.1.2TE波和TM波的傳輸特性

7.2矩形金屬波導

7.2.1矩形波導中的TM模

7.2.2矩形波導中的TE模

7.2.3矩形波導的截止頻率和傳輸特性

7.2.4矩形波導中的TE10模

7.3圓波導

7.3.1圓波導中的場分布

7.3.2圓波導中波的傳播特性

7.3.3圓波導中的三個常用模式

7.4同軸傳輸線

7.4.1同軸線傳輸主模——TEM模

7.4.2同軸線中的高次模

7.5諧振腔

7.5.1諧振腔的基本概念及主要參數

7.5.2矩形諧振腔

7.6導行電磁波的套用

小結

思考與練習

習題

研究型拓展題目

附錄A定理與矢量恆等式

附錄B三個坐標系下的微分運算

附錄C坐標系變換

附錄D基本物理常量

附錄ESI詞頭

習題答案

參考文獻

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基本介紹

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