基本介紹
- 中文名：電磁場與電磁波
- 類別：慕課、國家級一流本科課程
- 授課平台：中國大學MOOC
- 開課時間：2018年04月09日（首次）
- 授課老師：丁君、郭陳江、李建周、李潔、鄭奎松、都興強
- 建設院校：西北工業大學
課程性質,課程定位,適應對象,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,學習預備,預備知識,學習資料,考核標準,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程定位
電磁場與電磁波課程是電子信息類專業本科生必修的專業課程，讓學生們理解和掌握電磁場與電磁波的基本理論、及典型電磁問題的分析方潤邀兵法，為以後的學習及套用打下基礎。
適應對象
電磁場與電磁波課程適用電子信息類學生學習。
課程簡介
電磁場與電磁波課程共九章內容，緒論介紹人們對電和磁的認識及電磁學的發展歷程；第一章講述矢量的概念及表示方法；第二章介紹電磁場高斯定律和麥克斯韋方程組的物理含義和數學表示；第三章講述電介質的極化現象和磁介質的磁化現象；第四章介紹靜態場的重要原理和定理；第五章講述電磁場理論和電路理論的關係；第六章介紹平面波的特性以及電磁場習項轎慨波動方程；第七章講述規則波導和空腔諧振器；第八章介紹電偶極子和半波振子的輻射場以及輻射特性。
課程大綱
緒論 課時 0.1 為什麼要學該課程膠良雄及主要學習內容 0.2 人類早期對電和磁的認識 0.3 電和磁的關係 0.4 麥克斯韋與電磁理論的建立 第一章 矢量分析 課時 1.1 矢量的定義和加減法運算法則 1.2 矢量的乘法運算法則 1.3 矢量微分元 1.4 矢量的坐標變換 1.5 標量場梯度的定義與計算 1.6 矢量場散度的定義與計算 1.7 矢量場旋度的含定義與計算 第一章 矢量分析【單元測驗】 第一章 矢量分析【單元作業】 第二章 電磁龍殃詢寒學理論基礎 課時 2.1 電場的概念及點電荷電場強度的計算 2.2 連續分布的電荷源電場強度的計算 2.3 電位的概念與計算 2.4 磁場的概念及線電流磁感應強度的計算 2.5 面電流和體電流磁感應強度的計算 2.6 矢量磁位的引入與計算 2.7 安培環路定律與位移電流 2.8 電磁感應定律 2.9 電磁場高斯定律及電流連續性方程 2.10 麥克斯韋方程的積分形式及其套用 2.11 麥克斯韋方程的微分形式及其套用 第二章 電磁學理論基礎【單元測驗】 第二章 電磁學理論基礎【單元作業】 第三章 媒質的電磁特性和邊界條件課時 3.1 微波爐的工作原理 3.2 導盼捉夜體的特性 3.3 電介質的特性 3.4 磁介質的特性 3.5 電磁場的邊界條件(一) 3.6 電磁場的邊界條件(二) 第三章 媒質的電磁特性和邊界條件【單元測驗】 第三章 媒質的電磁特性和邊界條件【單元作業】 第四章糊舟 靜態場分析 課時 4.1 靜態電磁場的套用 4.2 靜態場的特性及方程 4.3 靜態場的重要原理 4.4 無限大導體平面的鏡像 4.5 無限大電介質平面的鏡像 4.6 半無限大導體平面角域的鏡像 4.7 導體球面的鏡像 4.8 導體圓柱面的鏡像 | 4.9 分離變數法：直角坐標系下的分離變數法 4.10 分離變數法：圓柱坐標系下的分離變數法 4.11 分離變數法：球坐標系下的分離變數法 4.12 複變函數的概念和性質 4.13 複變函數法和保角變換法 第四章 靜態場分析【單元測驗】 第四章 靜態場分析【單元作業】 第五章 場論和路論的關係 課時 5.1 場論和路論的統一關係捆膠櫃 5.2 電阻的計算 5.3 電容的計算 5.4 電感的計算：自感的計算 5.5 電感的計算：互感的計算 第五章 場論和路論的關係【單元測驗】 第五章 場論和路論的關係【單元作業】 第六章 平面波傳播特性 課時 6.1 電磁隱身技術 6.2 均勻平面電磁波的概念和特性 6.3 均勻平面波在無耗介質中的傳播規律 6.4 平面電磁波的能量傳遞 6.5 平面波在有耗媒質中的傳播規律 6.6 均勻平面波的極化特性 6.7 平面波對理想導體平面的垂直入射 6.8 平面波對理想介質平面的垂直入射 6.9 平面波對有耗媒質平面的垂直入射 6.10 平面波對多層介質平面的垂直入射 6.11 垂直極化波對平面邊界的斜入射 6.12 平行極化波對平面邊界的斜入射 6.13 平面波的全反射和全透射現象 第六章 平面波傳播特性【單元測驗】 第六章 平面波傳播特性【單元作業】 第七章 規則波導和空腔諧振器 課時 7.1 規則波導中的電磁波特性 7.2 矩形波導的傳輸特性 7.3 矩形波導的主模特性 7.4 圓柱形波導的傳輸特性 7.5 空腔諧振器 第八章 電磁波的輻射 課時 8.1 電磁波輻射的概念及滯後位 8.2 電偶極子的輻射場 8.3 電偶極子的輻射特性 8.4 磁偶極子的輻射特性 8.5 對稱振子的輻射特性 8.6 二元陣的輻射場 8.7 均與直線陣的輻射場 第八章 電磁波的輻射【單元測驗】 第八章 電磁波的輻射【單元作業】 |
（註：課程大綱排版從左到右排列）
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課老師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018年04月09日-2018年07月30日 | 丁君、郭陳江、李建周、李潔、鄭奎松 | 5-6小時每周 | 5176 |
第2次開課 | 2018年08月27日-2018年12月30日 | 丁君、郭陳江、李建周、李潔、鄭奎松、都興強 | 3-5小時每周 | 4909 |
第3次開課 | 2019年02月18日-2019年06月30日 | 4266 | ||
第4次開課 | 2019年08月19日-2019年12月30日 | 4156 | ||
第5次開課 | 2020年02月17日-2020年06月30日 | 5149 | ||
第6次開課 | 2020年08月24日-2020年12月31日 | 丁君、郭陳江、李建周、李潔、鄭奎松 | 4458 | |
第7次開課 | 2021年02月22日-2021年06月30日 | 6240 |
（註：表格內容參考資料）
教學目標
通過電磁場與電磁波課程的學習，讓學生對巨觀電磁場與電磁波的基本概念和規律理解，重點掌握麥克斯韋方程組的物理意義及其套用，理解媒質的電磁特性及電磁場邊界條件，學會對電磁場分布和電磁波的傳播特性進行計算的基本方法，培養學生對簡單工程電磁問題的分析和計算能力。
學習預備
預備知識
學習電磁場與電磁波課程需具備高等數學（1、2）、大學物理（1、2）、數理方程與特殊函式、電路基礎等知識。
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《電磁場與電磁波（第1版）》 | 王家禮、朱滿座、路宏敏 | 2000年 | |
楊儒貴 | 2003年 | ||
《電磁場與電磁波（第4版）》 | 謝處方、饒克謹、楊顯清、王園、趙家升 | 2006年 | |
《工程電磁場與電磁波（第2版）》 | 丁君、郭陳江 | 2019年 |
（註：表格內容參考資料）
考核標準
電磁場與電磁波課程最終成績由單元測驗、單元作業、課程活躍度和期末考試四部分的成績組成，其中單元測驗占20%，單元作業占20%，課程活躍度占10%，期末考試占50%。總分60-79分可申請合格證書，80-100分者可申請優秀證書。
所獲榮譽
2020年11月24日，電磁場與電磁波課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。
教師簡介
丁君，西北工業大學電子信息學院教授，從事電磁計算、微波電路設計等相關領域的研究。
郭陳江，西北工業大學電子信息學院教授，長期從事電磁場與微波技術方向的科研工作。
李建周，西北工業大學電子信息學院副教授，從事複雜目標電磁建模及計算、天線設計等方面的研究工作。
李潔，女，西北工業大學講師，主講電磁場與電磁波、數理方程和特殊函式等多門課程。
鄭奎松，西北工業大學電子信息學院副教授，從事電磁輻射與散射等相關領域的研究。
都興強，西北工業大學電子信息學院講師。
所獲榮譽
2020年11月24日，電磁場與電磁波課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。
教師簡介
丁君，西北工業大學電子信息學院教授，從事電磁計算、微波電路設計等相關領域的研究。
郭陳江，西北工業大學電子信息學院教授，長期從事電磁場與微波技術方向的科研工作。
李建周，西北工業大學電子信息學院副教授，從事複雜目標電磁建模及計算、天線設計等方面的研究工作。
李潔，女，西北工業大學講師，主講電磁場與電磁波、數理方程和特殊函式等多門課程。
鄭奎松，西北工業大學電子信息學院副教授，從事電磁輻射與散射等相關領域的研究。
都興強，西北工業大學電子信息學院講師。
