电磁场与电磁波

序言
前言
符号表
第一章矢量分析
重点要求
1.1矢量及其代数运算
1.1.1标量场和矢量场及其不变性
1.1.2矢量的加减.单位矢量和数乘
1.1.3标量积与矢量积
1.1.4矢量的混合积
1.2标量场的梯度.矢量场的散度与旋度
1.2.1矢量微分算子
1.2.2标量场的梯度
1.2.3矢量场的通量和散度
1.2.4矢量场的环量和旋度
1.2.5标量场的拉普拉辛
1.3矢量积分定理
1.3.1高斯散度定理
1.3.2斯托克斯定理
1.3.3格林定理(格林恒等式或格林公式)
1.3.4亥姆霍兹定理
1.4三种常用坐标系
1.4.1坐标变量和基本单位矢量
1.4.2坐标变量之间的关系
1.4.3基本单位矢量之间的关系--单位圆法
1.5广义正交曲线坐标系
1.5.1广义正交曲线坐标系中的线元矢量和拉梅系数
I.5.2广义正交曲线坐标系中梯度.散度和旋度及拉普拉辛的表达式
本章小结
习题一
第二章静电场
重点要求
2.1库仑定律和电场强度
2.1.1库仑定律
2.1.2电场强度
2.1.3场的叠加原理和库仑场强法
2.1.4电力线
2.2高斯定理
2.2.1E通量
2.2.2高斯定理
2.2.3静电场的无旋性
2.2.4真空中静电场的基本方程
2.3静电势
2.3.1静电势
2.3.2计算电场的电势法
2.3.3等势面
2.3.4电势的微分方程
2.4电偶极子
2.4.1电偶极子的电场
2.4.2均匀外电场对电偶极子的作用
2.5电介质的极化和电位移矢量
2.5.1电介质的极化和电极化强度
2.5.2束缚电荷
2.5.3电位移矢量和介质中的高斯定理
2.5.4介质中静电场的基本方程
2.6静电场中的导体和电容
2.6.1静电场中的导体
2.6.2孤立导体和双导体的电容
2.6.3多导体系统的部分电容
2.7静电场的边界条件
2.7.1两种媒质间静电场的边界条件
2.7.2两种介质间静电场的边界条件
2.7.3介质与导体间静电场的边界条件
2.8静电场的能量
2.8.1带电体系统的电场能量
2.8.2电场的能量密度
*2.9电场力
本章小结
习题二
第三章稳恒电场与磁场
重点要求
3.1电流密度和电荷守恒定律
3.1.1电流与电流密度
3.1.2传导电流与运流电流
3.1.3电动势
3.1.4电荷守恒定律--电流连续性方程
3.2稳恒电流的电场
3.2.1导电媒质中稳恒电场的基本方程
3.2.2稳恒电场的边界条件
3.2.3焦耳定律
3.2.4稳恒电场的静电比拟和电导
3.3安培定律和磁感应强度
3.3.1安培定律
3.3.2磁感应强度与毕奥-萨伐尔定律
3.3.3洛伦兹力
3.4矢量势和安培环路定律
3.4.1磁通连续性原理
3.4.2矢量势及其微分方程
3.4.3安培环路定律
3.4.4真空中稳恒磁场的基本方程
3.5磁偶极子
3.5.1磁偶极子的磁场
3.5.2稳恒磁场对磁偶极子的作用
3.6物质的磁化和磁场强度
3.6.1物质的磁化与磁化强度
3.6.2磁化电流
3.6.3磁场强度与磁介质中的安培环路定律
3.6.4磁介质中稳恒磁场的基本方程
3.6.5磁标势
3.7磁场的边界条件
3.7.1两种磁介质间磁场的边界条件
3.7.2无面电流时两种磁介质间磁场的边界条件
3.7.3磁介质与理想导磁体间磁场的边界条件
3.8电感
3.8.1互感
3.8.2自感
3.9磁场能量
3.9.1电流回路系统的磁场能量
3.9.2磁场的能量密度
*3.10磁场力
本章小结
习题三
第四章静态场边值问题的解法
重点要求
4.1静态场边值问题的分类和唯一性定理
4.1.1静态场边值问题的分类
4.1.2静态场的边值条件
4.1.3静态场边值问题的求解方法
4.1.4唯一性定理
4.2镜像法
4.2.1镜像法原理
4.2.2导体与介质间边界的镜像法
4.2.3两种介质间平面边界的镜像法
4.3直角坐标系内的分离变量法
4.4圆柱坐标系内的分离变量法
4.4.1--.维平行平面场的边值问题
4.4.2三维场的边值问题
*4.5球坐标系内的分离变量法
4.5.1球坐标系内的分离变量法
4.5.2--维轴对称场的边值问题
4.5.3三维场的边值问题
*4.6格林函数法
4.6.1δ函数的定义及主要性质
4.6.2格林函数
4.6.3格林函数法
*4.7复变函数法
4.7.1复变函数及其性质
4.7.2复势函数法
4.7.3常见的保角变换
4.7.4许瓦兹-克利斯多菲变换
本章小结
习题四
第五章时变电磁场
重点要求
5.1法拉第电磁感应定律
5.1.1法拉第电磁感应定律
5.1.2感应电动势的计算
5.1.3感应电场
5.2位移电流和全电流定律
5.2.1位移电流和全电流的连续性
5.2.2全电流定律
5.3麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式
5.3.1麦克斯韦方程组
5.3.2正弦电磁场基本方程的复数形式
5.3.3洛伦兹力公式
5.4电磁场的边值关系
5.4.1两种媒质间电磁场的边值关系
5.4.2两种介质间电磁场的边值关系
5.4.3介质与导体间电磁场的边值关系
5.5电磁场的能量守恒定律与坡印亭矢量
5.5.1电磁场的能量守恒定律--坡印亭定理
5.5.2坡印亭矢量--能流密度矢量
5.5.3正弦场的复数坡印亭矢量与复功率
5.6电磁场的矢量势和标量势
5.6.1电磁场的矢量势和标量势
5.6.2洛伦兹条件与动态势的波动方程--达朗贝尔方程
5.7推迟势和似稳电磁场
5.7.1达朗贝尔方程的解--推迟势
5.7.2似稳条件和似稳电磁场
5.7.3电磁理论与电路理论之间的关系
本章小结
习题五
第六章电磁波的传播
重点要求
6.1均匀平面电磁波在理想介质中的传播
6.1.1电磁波的波动方程及其解
6.1.2复波动方程和均匀平面波的传播特性
6.1.3均匀平面波的能量密度和能流密度
6.1.4均匀平面波的极化
6.1.5均匀平面波的性质
6.2媒质的频散和电磁波的相速与群速
6.2.1介质的频散及介质的复介电常数
6.2.2导电媒质的频散及其等效复介电常数
6.2.3电磁波的相速度和群速度
6.3电磁波在有耗媒质中的传播
6.3.1有耗媒质的复磁导率
6.3.2有耗媒质中传播的均匀平面波
6.4电磁波在介质分界面上的反射与折射
6.4.1反射定律与折射定律
6.4.2菲涅耳公式
6.4.3全反射
6.4.4正入射--垂直入射
6.5电磁波在导体表面上的反射与折射
6.5.1电磁波在导体表面上的反射和折射
6.5.2驻波
6.5.3趋肤效应和趋肤深度及表面电阻
本章小结
习题六
*第七章波导与谐振腔
重点要求
7.1纵向场法及波导的传输参量
7.1.1纵向场法
7.1.2波导的传输参量
7.2矩形波导
7.2.1矩形波导中传输的波型
7.2.2矩形波导的截止特性
7.2.3矩形波导中基波的传输特性
7.3圆形波导
7.3.1圆形波导中传播的波型
7.3.2圆形波导中几种常用波型的特性
7.4同轴线
7.4.1同轴线中的TEM波
7.4.2同轴线中的TM波与TE波
7.5微带
7.5.1微带中传播的波型
7.5.2微带中TEM波的单一传输
7.5.3微带的特性阻抗
7.5.4损耗
7.5.5耦合微带
7.5.6微波集成电路简介
7.6光纤
7.6.1光纤的一般性质
7.6.2光纤中的波型
7.6.3光纤的数值孔径.色散与损耗
7.7微波谐振腔
7.7.1谐振腔的谐振波长与品质因数
7.7.2矩形波导谐振腔
7.7.3圆形波导谐振腔
本章小结
习题七
第八章电磁波的辐射
重点要求
8.1电磁波的辐射与天线的电参数
8.1.1电磁波的辐射和天线的分类
8.1.2天线的常用电参数
8.1.3洛伦兹互易定理
8.2电偶极子辐射
8.2.1电偶极子辐射的电磁场
8.2.2电偶极子的近区束缚场和远区辐射场
8.2.3电偶极子辐射的电参数
8.3磁偶极子辐射
8.3.1电磁场的对偶原理--二重性原理
8.3.2磁偶极子辐射的电磁场
8.3.3磁偶极子的远区辐射场及电参数
8.4振子天线
8.4.1对称半波振子天线
8.4.2任意长度的对称振子天线
8.5天线阵
8.5.1二元阵及阵因子
8.5.2均匀直线式天线阵
8.5.3均匀平面天线阵
8.6通信实用天线
8.6.1旋转场天线
8.6.2环天线
8.6.3垂直天线与鞭状天线
8.6.4八木天线
8.6.5菱形天线
8.6.6移动通信基站天线
8.6.7螺旋天线
8.6.8对数周期天线
8.6.9背射天线
8.6.10裂缝天线
8.6.11微带天线
8.6.12喇叭天线
8.6.13抛物面天线
本章小结
习题八
*第九章电磁波的应用
重点要求
9.1信息传输线
9.1.1双根线和同轴线
9.1.2波导和微带
9.1.3光纤
9.2广播.电视与通信
9.2.1广播电视
9.2.2无线电通信
9.2.3移动通信
9.2.4微波通信和卫星通信
9.2.5激光通信与光纤通信
9.3雷达与导航
9.3.1雷达
9.3.2导航与制导
9.4遥感.遥测和遥控
9.4.1遥感
9.4.2遥测和遥控
9.5微波检测
9.5.1湿度的微波检测
9.5.2厚度和长度及速度的微波检测
9.5.3物料参数和温度的微波检测
9.6电磁能的应用
9.6.1高频加热和微波加热
9.6.2微波化学处理
9.6.3激光加工
9.7电磁波的其他应用
9.7.1微波生物效应及其应用
9.7.2电磁波的医疗应用
9.7.3电磁波的农业应用
9.7.4卫星太阳发电站
9.7.5在科学研究上的应用
本章小结
部分习题参考答案
参考文献
附录
附录A三种常用坐标系中一些量的表达式
附录B矢量恒等式
B.1矢量代数恒等式
B.2矢量微分恒等式
B.3矢量积分恒等式
附录C物理常数
附录D某些材料的电特性
D.1金属导体
D.2半导体
D.3微带基片
D.4高频电介质
附录E用于构成十进倍数和分数单位的词头及其使用说明