电磁场与电磁波

前言
第1章 电磁场的普遍规律1
1.1 电荷与电场1
1.1.1 库仑定律1
1.1.2 电场与场强2
1.1.3 静电场的通量与散度方程2
1.1.4 静电场的旋度与旋度方程4
1.2 电流与磁场7
1.2.1 电流和电流密度7
1.2.2 电荷守恒定律8
1.2.3 安培定律9
1.2.4 毕奥?萨伐尔定律10
1.2.5 恒定磁场的通量与散度方程11
1.2.6 恒定磁场的环流与旋度方程12
1.3 麦克斯韦方程组15
1.3.1 电磁感应定律15
1.3.2 位移电流16
1.3.3 真空中的麦克斯韦方程组18
1.3.4 洛伦兹力公式18
1.4 介质的电磁性质19
1.4.1 介质的极化19
1.4.2 介质的磁化23
1.4.3 介质中的麦克斯韦方程组26
1.4.4 介质中的本构方程27
1.5 电磁场边值关系28
1.5.1 法向边界条件28
1.5.2 切向边界条件29
1.6 电磁场的能量31
1.6.1 场和电荷系统能量守恒定律的一般形式31
1.6.2 电磁场能量密度和能流密度的表示式32
1.7 习题33
第2章 静态电磁场及其边值问题的解36
2.1 边值问题的分类36
2.2 标量格林定理和唯一性定理37
2.2.1 标量格林定理37
2.2.2 唯一性定理37
2.3 稳恒电场分析39
2.3.1 稳恒电场的位函数39
2.3.2 稳恒电场的能量42
2.3.3 求电场力的虚位移法44
2.4 稳恒磁场分析47
2.4.1 矢量磁位函数47
2.4.2 库仑规范47
2.4.3 标量磁位函数48
2.4.4 稳恒磁场的能量49
2.5 镜像法50
2.5.1 点电荷对无限大平面的镜像51
2.5.2 点电荷对无限大相交导体平面的镜像53
2.5.3 点电荷对接地导体球面的镜像54
2.5.4 线电荷对导体圆柱面的镜像55
2.6 分离变量法57
2.6.1 直角坐标系中的分离变量法57
2.6.2 圆柱坐标系中的分离变量法60
2.6.3 球坐标系中的分离变量法61
2.7 习题62
第3章 时变电磁场65
3.1 时变电磁场的波动方程65
3.1.1 麦克斯韦方程组65
3.1.2 波动方程66
3.2 时变电磁场的唯一性定理69
3.3 时变电磁场的位函数71
3.3.1 用位函数描述时变电磁场71
3.3.2 位函数的微分方程72
3.3.3 滞后位与超前位75
3.4 时谐电磁场76
3.4.1 场方程76
3.4.2 时谐电磁场的能量及功率79
3.4.3 时谐电磁场的位函数80
3.5 习题81
第4章 平面电磁波83
4.1 理想介质中的均匀平面波83
4.1.1 理想介质中的波方程83
4.1.2 均匀平面波的传播特性85
4.1.3 描述均匀平面波的物理参数87
4.2 导电介质中的均匀平面波90
4.2.1 导电介质中的电荷分布91
4.2.2 导电介质中的波方程91
4.2.3 导电介质中平面波的传播特性93
4.2.4 描述导电介质中均匀平面波的物理参数94
4.2.5 良介质与良导体97
4.3 均匀平面波的极化特性100
4.3.1 极化的概念100
4.3.2 椭圆极化波100
4.3.3 圆极化波102
4.3.4 直线极化波102
4.3.5 电磁波极化特性的工程应用104
4.4 极化波的合成与分解104
4.4.1 极化波的表示104
4.4.2 用琼斯矢量表示极化态106
4.4.3 极化波的合成与分解107
4.5 相速和群速109
4.6 习题111
第5章 平面波的反射与折射114
5.1 电磁波反射与折射的基本规律114
5.1.1 反射定律 折射定律115
5.1.2 反射波与折射波的电磁场矢量表示116
5.1.3 反射系数与透射系数117
5.2 均匀平面波对平面边界的垂直入射122
5.2.1 相关描述122
5.2.2 均匀平面波对理想导体的垂直入射125
5.2.3 均匀平面波对一般导电介质的垂直入射127
5.2.4 均匀平面波对理想介质的垂直入射128
5.3 均匀平面波对分层介质平面的垂直入射132
5.3.1 输入波阻抗132
5.3.2 均匀平面波在多层介质中的传播132
5.3.3 三层介质的重要应用135
5.4 均匀平面波对不同介质分界的斜入射136
5.4.1 垂直极化波的反射与折射136
5.4.2 平行极化波的反射与折射137
5.4.3 反射情况分析138
5.5 平面波对理想导体表面的斜入射139
5.5.1 折射定律的修正139
5.5.2 垂直极化平面波对理想导体表面的斜入射141
5.5.3 平行极化平面波对理想导体表面的斜入射143
5.6 等离子体中的平面波146
5.7 铁氧体中的平面波146
5.8 习题146
第6章 电磁波的标量衍射149
6.1 亥姆霍兹?基尔霍夫衍射定理150
6.1.1 电磁场的波动方程150
6.1.2 从矢量衍射理论到标量衍射理论151
6.1.3 亥姆霍兹?基尔霍夫积分定理152
6.2 平面衍射屏的基尔霍夫公式154
6.2.1 积分定理的应用154
6.2.2 基尔霍夫边界条件155
6.2.3 菲涅耳?基尔霍夫衍射公式156
6.3 瑞利?索末菲衍射公式158
6.3.1 格林函数的其他选择158
6.3.2 瑞利?索末菲衍射理论160
6.3.3 基尔霍夫理论与瑞利?索末菲理论的比较160
6.3.4 基尔霍夫公式的进一步分析161
6.4 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射162
6.4.1 初步的近似处理163
6.4.2 菲涅耳衍射163
6.4.3 夫琅禾费衍射164
6.5 习题166
附录168
附录A 矢量基本运算公式168
A.1 常用的基本运算公式168
A.2 各章中出现的基本运算公式168
附录B 常用函数169
B.1 狄拉克（Dirac）??函数169
B.2 几个初等函数169
附录C 基本数学公式170
C.1 傅里叶变换170
C.2 卷积的定义及傅里叶变换170
C.3 常用傅里叶变换公式170
附录D 常用物理常数170
附录E 部分习题参考答案171
参考文献176