工程电磁场与电磁波

第一篇 场波基础篇
第1章 矢量分析基础
1.1 标量与矢量
1.1.1 标量与矢量
1.1.2 标量场与矢量场
1.2 矢量的运算
1.2.1 矢量的代数运算
1.2.2 矢量乘
1.2.3 矢量函数求导
1.2.4 矢量函数积分
1.3 标量场的方向导数和梯度
1.3.1 标量场的等值面与等值线
1.3.2 标量场的方向导数
1.3.3 标量场的梯度
1.3.4 哈密顿算子
1.4 矢量场的散度及高斯散度定理
1.4.1 矢量线
1.4.2 矢量场的通量
1.4.3 矢量场的散度
1.4.4 高斯散度定理
1.4.5 格林定理
1.5 矢量场的旋度及斯托克斯定理
1.5.1 环量
1.5.2 旋度
1.5.3 斯托克斯定理
1.6 曲面坐标系
1.6.1 直角坐标系
1.6.2 圆柱坐标系
1.6.3 球坐标系
1.7 亥姆霍兹定理
小结
习题
第2章 电磁场的基本物理量与定律
2.1 电场基本规律
2.1.1 电荷与电荷分布
2.1.2 库仑定律与电场强度
2.1.3 电位
2.1.4 电偶极子
2.1.5 高斯定理及电位移矢量
2.1.6 泊松方程和拉普拉斯方程
2.2 磁场基本定律
2.2.1 电流与电流密度
2.2.2 欧姆定律
2.2.3 焦耳定律
2.2.4 电流连续性方程
2.2.5 安培力定律与磁感应强度
2.2.6 磁通连续性定理与安培环路定律
2.2.7 矢量磁位
小结
习题二
第二篇 场波理论篇
第3章 静态电磁场中的介质
3.1 静电场中的导体
3.2 静电场中电介质的极化
3.2.1 物质的分类
3.2.2 介质的极化
3.2.3 极化强度与束缚电荷
3.2.4 极化介质产生的电位
3.3 介质中的静电场方程
3.3.1 介质中的高斯定理
3.3.2 介质的分类
3.3.3 介电常数
3.4 导体系统中的电容
3.4.1 孤立导体的电容
3.4.2 双导体电容器的电容
3.4.3 电位系数、电容系数及部分电容
3.5 静电场的能量与电场力
3.5.1 静电能
3.5.2 静电力
3.6 物质的磁化
3.6.1 磁偶极子
3.6.2 分子电流及分子磁矩
3.6.3 磁化强度
3.6.4 磁化电流
3.7 磁介质中的磁场方程
3.7.1 磁介质中的安培环路定理
3.7.2 磁介质的磁导率
3.8 标量磁位
3.9 电感
3.9.1 磁链
3.9.2 互感
3.9.3 自感
3.10 磁场能量与磁场力
3.10.1 磁场能量
3.10.2 磁场力
小结
习题三
第4章 静态场的边值问题
4.1 恒定电磁场的边界条件
4.1.1 静电场的边界条件
4.1.2 恒定电流场的边界条件
4.1.3 恒定磁场的边界条件
4.2 边值问题
4.2.1 边值问题的分类
4.2.2 唯一性定理
4.2.3 镜像法
4.2.4 分离变量法
4.2.5 有限差分法
4.2.6 有限元法
小结
习题四
第5章 时变电磁场
5.1 法拉第电磁感应定律
5.2 位移电流与安培-麦克斯韦全电流定律
5.2.1 位移电流
5.2.2 全电流连续性原理
5.2.3 安培-麦克斯韦全电流定律
5.3 麦克斯韦方程组及其辅助方程
5.3.1 麦克斯韦方程组
5.3.2 麦克斯韦方程的辅助方程一一结构方程
5.4 时谐电磁场
5.4.1 时谐电磁场的复数表示方法
5.4.2 麦克斯韦方程组的复数形式
5.4.3 时谐电磁场中的介质特性
5.4.4 介质的分类
5.5 时变电磁场的边界条件
5.5.1 一般情况
5.5.2 两种重要的特殊情况
5.5.3 时变电磁场的唯一性定理
5.5.4 洛伦兹力
5.6 坡印廷定理和坡印廷定理矢量_
5.6.1 坡印廷定理
5.6.2 坡印廷矢量
5.6.3 复坡印廷矢量
5.6.4 复数形式的坡印廷定理
5.7 波动方程
5.7.1 一般波动方程
5.7.2 时谐电磁场的波动方程
5.8 时变电磁场的位函数——矢量位和标量位
5.8.1 矢量位和标量位
5.8.2 矢量位和标量位满足的方程
小结
习题五
第6章 平面波
6.1 基本概念
6.2 理想介质中的平面波
6.2.1 理想介质中波动方程的均匀平面波解I
6.2.2 均匀平面波的传播参数及传播特性
6.3 导电介质中的平面波
6.3.1 导电介质中平面波的传播参数及传播特性
6.3.2 两种典型导电介质中平面波的传播特性
6.4 电磁波的极化
6.4.1 极化的概念
6.4.2 平面波的极化形式
6.4.3 平面波的三种极化形式之间的关系
6.4.4 电磁波极化在工程中的应用
第三篇 场波应用篇
第7章 导行波
第8章 电磁波辐射的基本概论
第9章 电磁仿真软件——Ansoft HFSS
第10章 电磁波应用系统
附录A 有关物理量和单位符号
附录B 重要的矢量分析公式
参考文献