電磁場與電磁波

序言
前言
符號表
第一章矢量分析
重點要求
1.1矢量及其代數(shù)運算
1.1.1標量場和矢量場及其不變性
1.1.2矢量的加減.單位矢量和數(shù)乘
1.1.3標量積與矢量積
1.1.4矢量的混合積
1.2標量場的梯度.矢量場的散度與旋度
1.2.1矢量微分算子
1.2.2標量場的梯度
1.2.3矢量場的通量和散度
1.2.4矢量場的環(huán)量和旋度
1.2.5標量場的拉普拉辛
1.3矢量積分定理
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亥姆霍茲定理
1.4三種常用坐標系
1.4.1坐標變量和基本單位矢量
1.4.2坐標變量之間的關(guān)系
1.4.3基本單位矢量之間的關(guān)系--單位圓法
1.5廣義正交曲線坐標系
1.5.1廣義正交曲線坐標系中的線元矢量和拉梅系數(shù)
I.5.2廣義正交曲線坐標系中梯度.散度和旋度及拉普拉辛的表達式
本章小結(jié)
習題一
第二章靜電場
重點要求
2.1庫侖定律和電場強度
2.1.1庫侖定律
2.1.2電場強度
2.1.3場的疊加原理和庫侖場強法
2.1.4電力線
2.2高斯定理
2.2.1E通量
2.2.2高斯定理
2.2.3靜電場的無旋性
2.2.4真空中靜電場的基本方程
2.3靜電勢
2.3.1靜電勢
2.3.2計算電場的電勢法
2.3.3等勢面
2.3.4電勢的微分方程
2.4電偶極子
2.4.1電偶極子的電場
2.4.2均勻外電場對電偶極子的作用
2.5電介質(zhì)的極化和電位移矢量
2.5.1電介質(zhì)的極化和電極化強度
2.5.2束縛電荷
2.5.3電位移矢量和介質(zhì)中的高斯定理
2.5.4介質(zhì)中靜電場的基本方程
2.6靜電場中的導體和電容
2.6.1靜電場中的導體
2.6.2孤立導體和雙導體的電容
2.6.3多導體系統(tǒng)的部分電容
2.7靜電場的邊界條件
2.7.1兩種媒質(zhì)間靜電場的邊界條件
2.7.2兩種介質(zhì)間靜電場的邊界條件
2.7.3介質(zhì)與導體間靜電場的邊界條件
2.8靜電場的能量
2.8.1帶電體系統(tǒng)的電場能量
2.8.2電場的能量密度
*2.9電場力
本章小結(jié)
習題二
第三章穩(wěn)恒電場與磁場
重點要求
3.1電流密度和電荷守恒定律
3.1.1電流與電流密度
3.1.2傳導電流與運流電流
3.1.3電動勢
3.1.4電荷守恒定律--電流連續(xù)性方程
3.2穩(wěn)恒電流的電場
3.2.1導電媒質(zhì)中穩(wěn)恒電場的基本方程
3.2.2穩(wěn)恒電場的邊界條件
3.2.3焦耳定律
3.2.4穩(wěn)恒電場的靜電比擬和電導
3.3安培定律和磁感應強度
3.3.1安培定律
3.3.2磁感應強度與畢奧-薩伐爾定律
3.3.3洛倫茲力
3.4矢量勢和安培環(huán)路定律
3.4.1磁通連續(xù)性原理
3.4.2矢量勢及其微分方程
3.4.3安培環(huán)路定律
3.4.4真空中穩(wěn)恒磁場的基本方程
3.5磁偶極子
3.5.1磁偶極子的磁場
3.5.2穩(wěn)恒磁場對磁偶極子的作用
3.6物質(zhì)的磁化和磁場強度
3.6.1物質(zhì)的磁化與磁化強度
3.6.2磁化電流
3.6.3磁場強度與磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律
3.6.4磁介質(zhì)中穩(wěn)恒磁場的基本方程
3.6.5磁標勢
3.7磁場的邊界條件
3.7.1兩種磁介質(zhì)間磁場的邊界條件
3.7.2無面電流時兩種磁介質(zhì)間磁場的邊界條件
3.7.3磁介質(zhì)與理想導磁體間磁場的邊界條件
3.8電感
3.8.1互感
3.8.2自感
3.9磁場能量
3.9.1電流回路系統(tǒng)的磁場能量
3.9.2磁場的能量密度
*3.10磁場力
本章小結(jié)
習題三
第四章靜態(tài)場邊值問題的解法
重點要求
4.1靜態(tài)場邊值問題的分類和唯一性定理
4.1.1靜態(tài)場邊值問題的分類
4.1.2靜態(tài)場的邊值條件
4.1.3靜態(tài)場邊值問題的求解方法
4.1.4唯一性定理
4.2鏡像法
4.2.1鏡像法原理
4.2.2導體與介質(zhì)間邊界的鏡像法
4.2.3兩種介質(zhì)間平面邊界的鏡像法
4.3直角坐標系內(nèi)的分離變量法
4.4圓柱坐標系內(nèi)的分離變量法
4.4.1--.維平行平面場的邊值問題
4.4.2三維場的邊值問題
*4.5球坐標系內(nèi)的分離變量法
4.5.1球坐標系內(nèi)的分離變量法
4.5.2--維軸對稱場的邊值問題
4.5.3三維場的邊值問題
*4.6格林函數(shù)法
4.6.1δ函數(shù)的定義及主要性質(zhì)
4.6.2格林函數(shù)
4.6.3格林函數(shù)法
*4.7復變函數(shù)法
4.7.1復變函數(shù)及其性質(zhì)
4.7.2復勢函數(shù)法
4.7.3常見的保角變換
4.7.4許瓦茲-克利斯多菲變換
本章小結(jié)
習題四
第五章時變電磁場
重點要求
5.1法拉第電磁感應定律
5.1.1法拉第電磁感應定律
5.1.2感應電動勢的計算
5.1.3感應電場
5.2位移電流和全電流定律
5.2.1位移電流和全電流的連續(xù)性
5.2.2全電流定律
5.3麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式
5.3.1麥克斯韋方程組
5.3.2正弦電磁場基本方程的復數(shù)形式
5.3.3洛倫茲力公式
5.4電磁場的邊值關(guān)系
5.4.1兩種媒質(zhì)間電磁場的邊值關(guān)系
5.4.2兩種介質(zhì)間電磁場的邊值關(guān)系
5.4.3介質(zhì)與導體間電磁場的邊值關(guān)系
5.5電磁場的能量守恒定律與坡印亭矢量
5.5.1電磁場的能量守恒定律--坡印亭定理
5.5.2坡印亭矢量--能流密度矢量
5.5.3正弦場的復數(shù)坡印亭矢量與復功率
5.6電磁場的矢量勢和標量勢
5.6.1電磁場的矢量勢和標量勢
5.6.2洛倫茲條件與動態(tài)勢的波動方程--達朗貝爾方程
5.7推遲勢和似穩(wěn)電磁場
5.7.1達朗貝爾方程的解--推遲勢
5.7.2似穩(wěn)條件和似穩(wěn)電磁場
5.7.3電磁理論與電路理論之間的關(guān)系
本章小結(jié)
習題五
第六章電磁波的傳播
重點要求
6.1均勻平面電磁波在理想介質(zhì)中的傳播
6.1.1電磁波的波動方程及其解
6.1.2復波動方程和均勻平面波的傳播特性
6.1.3均勻平面波的能量密度和能流密度
6.1.4均勻平面波的極化
6.1.5均勻平面波的性質(zhì)
6.2媒質(zhì)的頻散和電磁波的相速與群速
6.2.1介質(zhì)的頻散及介質(zhì)的復介電常數(shù)
6.2.2導電媒質(zhì)的頻散及其等效復介電常數(shù)
6.2.3電磁波的相速度和群速度
6.3電磁波在有耗媒質(zhì)中的傳播
6.3.1有耗媒質(zhì)的復磁導率
6.3.2有耗媒質(zhì)中傳播的均勻平面波
6.4電磁波在介質(zhì)分界面上的反射與折射
6.4.1反射定律與折射定律
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電磁波在導體表面上的反射與折射
6.5.1電磁波在導體表面上的反射和折射
6.5.2駐波
6.5.3趨膚效應和趨膚深度及表面電阻
本章小結(jié)
習題六
*第七章波導與諧振腔
重點要求
7.1縱向場法及波導的傳輸參量
7.1.1縱向場法
7.1.2波導的傳輸參量
7.2矩形波導
7.2.1矩形波導中傳輸?shù)牟ㄐ?br />7.2.2矩形波導的截止特性
7.2.3矩形波導中基波的傳輸特性
7.3圓形波導
7.3.1圓形波導中傳播的波型
7.3.2圓形波導中幾種常用波型的特性
7.4同軸線
7.4.1同軸線中的TEM波
7.4.2同軸線中的TM波與TE波
7.5微帶
7.5.1微帶中傳播的波型
7.5.2微帶中TEM波的單一傳輸
7.5.3微帶的特性阻抗
7.5.4損耗
7.5.5耦合微帶
7.5.6微波集成電路簡介
7.6光纖
7.6.1光纖的一般性質(zhì)
7.6.2光纖中的波型
7.6.3光纖的數(shù)值孔徑.色散與損耗
7.7微波諧振腔
7.7.1諧振腔的諧振波長與品質(zhì)因數(shù)
7.7.2矩形波導諧振腔
7.7.3圓形波導諧振腔
本章小結(jié)
習題七
第八章電磁波的輻射
重點要求
8.1電磁波的輻射與天線的電參數(shù)
8.1.1電磁波的輻射和天線的分類
8.1.2天線的常用電參數(shù)
8.1.3洛倫茲互易定理
8.2電偶極子輻射
8.2.1電偶極子輻射的電磁場
8.2.2電偶極子的近區(qū)束縛場和遠區(qū)輻射場
8.2.3電偶極子輻射的電參數(shù)
8.3磁偶極子輻射
8.3.1電磁場的對偶原理--二重性原理
8.3.2磁偶極子輻射的電磁場
8.3.3磁偶極子的遠區(qū)輻射場及電參數(shù)
8.4振子天線
8.4.1對稱半波振子天線
8.4.2任意長度的對稱振子天線
8.5天線陣
8.5.1二元陣及陣因子
8.5.2均勻直線式天線陣
8.5.3均勻平面天線陣
8.6通信實用天線
8.6.1旋轉(zhuǎn)場天線
8.6.2環(huán)天線
8.6.3垂直天線與鞭狀天線
8.6.4八木天線
8.6.5菱形天線
8.6.6移動通信基站天線
8.6.7螺旋天線
8.6.8對數(shù)周期天線
8.6.9背射天線
8.6.10裂縫天線
8.6.11微帶天線
8.6.12喇叭天線
8.6.13拋物面天線
本章小結(jié)
習題八
*第九章電磁波的應用
重點要求
9.1信息傳輸線
9.1.1雙根線和同軸線
9.1.2波導和微帶
9.1.3光纖
9.2廣播.電視與通信
9.2.1廣播電視
9.2.2無線電通信
9.2.3移動通信
9.2.4微波通信和衛(wèi)星通信
9.2.5激光通信與光纖通信
9.3雷達與導航
9.3.1雷達
9.3.2導航與制導
9.4遙感.遙測和遙控
9.4.1遙感
9.4.2遙測和遙控
9.5微波檢測
9.5.1濕度的微波檢測
9.5.2厚度和長度及速度的微波檢測
9.5.3物料參數(shù)和溫度的微波檢測
9.6電磁能的應用
9.6.1高頻加熱和微波加熱
9.6.2微波化學處理
9.6.3激光加工
9.7電磁波的其他應用
9.7.1微波生物效應及其應用
9.7.2電磁波的醫(yī)療應用
9.7.3電磁波的農(nóng)業(yè)應用
9.7.4衛(wèi)星太陽發(fā)電站
9.7.5在科學研究上的應用
本章小結(jié)
部分習題參考答案
參考文獻
附錄
附錄A三種常用坐標系中一些量的表達式
附錄B矢量恒等式
B.1矢量代數(shù)恒等式
B.2矢量微分恒等式
B.3矢量積分恒等式
附錄C物理常數(shù)
附錄D某些材料的電特性
D.1金屬導體
D.2半導體
D.3微帶基片
D.4高頻電介質(zhì)
附錄E用于構(gòu)成十進倍數(shù)和分數(shù)單位的詞頭及其使用說明