电磁学

目录

第1章自由空间的静电场

1.1库仑定律

1.2电场强度矢量的定义

1.3连续电荷分布

1.4体积分和面积分

1.5给定电荷分布下的电场强度矢量

1.6电标量位的定义

1.7给定电荷分布的电位

1.8电压

1.9静电场中电场和电位之间的微分关系

1.10梯度

1.11三维和二维电偶极子

1.12高斯定律及其证明

1.13高斯定律的应用

1.14高斯定律的微分形式

1.15散度

1.16静电场中的导体

1.17带电导体产生的电场和电位的分析

1.18静电屏蔽

1.19任意形状金属体的电荷分布

1.20带电金属体数值分析的矩量法

1.21镜像理论

问题

第2章电介质、电容和电能量

2.1电介质的极化

2.2极化矢量

2.3束缚体电荷密度和面电荷密度

2.4极化电介质产生的电场和电位的分析

2.5广义高斯定律

2.6电介质材料的性质

2.7静电场的麦克斯韦方程

2.8线性、各向同性和均匀媒质中的静电场

2.9电介质电介质的边界条件

2.10泊松方程和拉普拉斯方程

2.11拉普拉斯方程数值解法的有限差分法

2.12电容器电容的定义

2.13均匀电介质电容器的分析

2.14不均匀电介质电容器的分析

2.15静电系统的能量

2.16电场能量密度

2.17静电系统的电介质击穿

问题

第3章恒定电流

3.1电流密度矢量和电流强度

3.2电导率与局部形式的欧姆定律

3.3导体的损耗和焦耳定律的局部形式

3.4连续性方程

3.5恒定电流的边界条件

3.6恒定电流场的电荷分布

3.7弛豫时间

3.8电阻、欧姆定律和焦耳定律

3.9电导和电容之间的对偶

3.10外部电能体积源和电源

3.11不均匀非理想电介质电容器的分析

3.12载有恒定电流的有损传输线的分析

3.13接地电极

问题

第4章自由空间的静磁场

4.1磁场力和磁通密度矢量

4.2毕奥萨伐尔定律

4.3给定电流分布的磁通密度矢量

4.4安培定律的公式

4.5安培定律的应用

4.6安培定律的微分形式

4.7旋度

4.8磁通守恒定律

4.9磁矢量位

4.10安培定律的证明

4.11磁偶极子

4.12洛伦兹力与霍尔效应

4.13磁场力的计算

问题

第5章媒质中的静磁场

5.1磁化矢量

5.2导磁材料的性能和分类

5.3磁化体电流和面电流密度

5.4广义安培定律

5.5导磁材料的磁导率

5.6静磁场的麦克斯韦方程和边界条件

5.7磁场的镜像理论

5.8磁化曲线与磁滞

5.9磁路——基本分析假设

5.10磁路的基尔霍夫定律

5.11非时变电磁场的麦克斯韦方程

问题

第6章慢时变电磁场

6.1感应电场强度矢量

6.2慢时变电场与磁场

6.3法拉第电磁场感应定律

6.4慢时变电磁场的麦克斯韦方程

6.5变压器感应的计算

6.6由于运动产生的电磁感应

6.7总电磁感应

6.8涡流

问题

第7章电感和磁场能量

7.1自感

7.2互感

7.3磁耦合电路的分析

7.4载流导体的磁场能量

7.5磁场能量密度

7.6从磁场能量计算内电感与外电感

问题

第8章快时变电磁场

8.1位移电流

8.2快时变电磁场的麦克斯韦方程

8.3电磁波

8.4快时变电磁场的边界条件

8.5快时变电流连续性方程的不同形式

8.6时谐电磁场

8.7时谐场量与电路量的复数表示

8.8复数域的麦克斯韦方程

8.9洛伦兹电磁位函数

8.10复域中高频位函数和场计算

8.11坡印廷定理

8.12复坡印廷矢量

问题

第9章均匀平面电磁波

9.1波动方程

9.2均匀平面波的近似

9.3均匀平面波的时域分析

9.4时谐均匀平面波和复数域分析

9.5电磁波谱

9.6任意方向的均匀TEM波

9.7有损媒质中的时谐波理论

9.8基本传播参数的明确表达式

9.9良电介质中波的传播

9.10良导体中波的传播

9.11集肤效应

9.12等离子体中波的传播

9.13色散和群速度

9.14电磁波的极化

问题

第10章平面波的反射与透射

10.1理想导电平面上的垂直入射

10.2在可穿透交界面的垂直入射

10.3良导体的表面电阻

10.4用摄动法计算小损耗

10.5理想导体上的斜入射

10.6矩形波导的概念

10.7电介质边界上的斜入射

10.8总内反射和布鲁斯特角

10.9多层媒质中的波传播

问题

第11章传输线的场分析

11.1均匀电介质的无损耗传输线中的TEM波

11.2横向平面中的静电场和静磁场分布

11.3传输线导体的电流和电荷

11.4双导体传输线的分析

11.5低损耗传输线

11.6传输线导体和电介质的衰减系数

11.7传输线的高频内电感

11.8传输线的原电路参数和副电路参数的计算

11.9非均匀电介质的传输线

11.10多层印制电路板

问题

第12章传输线的电路分析

12.1电报方程及其在复域中的解

12.2无损耗传输线的电路分析

12.3低损耗传输线的电路分析

12.4传输线的反射系数

12.5传输线的功率计算

12.6传输线的阻抗

12.7传输线电压和电流的完整解

12.8短路、开路和匹配传输线

12.9传输线谐振器

12.10低损耗谐振器的品质因数

12.11史密斯图的构建和基本性质

12.12利用史密斯图的传输线电路分析

12.13传输线的暂态分析

12.14一对戴维南等效电源和传输线暂态反射系数

12.15具有纯电阻终端的传输线的阶跃响应

12.16脉冲激励的传输线分析

12.17弹跳图

12.18电抗或非线性终端的暂态响应

问题

第13章波导和谐振腔

13.1基于平面波的多次反射矩形波导的分析

13.2行波和消散波

13.3波导主模式

13.4矩形波导的一般TE模式分析

13.5矩形波导中的TM模式

13.6任意波导模式的截止频率

13.7TE波和TM波的波阻抗

13.8沿波导的功率流

13.9低损耗波导

13.10波导色散和波速

13.11波导耦合器

13.12矩形谐振腔

13.13存储在谐振腔中的电磁能量

13.14低损耗矩形谐振腔的品质因数

问题

第14章天线和无线通信系统

14.1赫兹偶极子的电磁位函数和场矢量

14.2远场和近场

14.3任意天线的远场计算步骤

14.4辐射功率、辐射电阻、天线损耗和输入阻抗

14.5天线特征辐射函数和辐射方向图

14.6天线的方向性系数和增益

14.7天线的极化

14.8导线偶极天线

14.9理想导电接地平面上方的天线镜像理论

14.10单极天线

14.11磁偶极(小环)天线

14.12接收天线理论

14.13天线有效孔径

14.14无线链接弗利斯传输公式

14.15天线阵列

问题

附录A物理量、符号、单位和常数

附录B数学公式和恒等式

附录C矢量代数和微积分

附录D部分习题答案