本书阐述了电磁场与电磁波的基本理论,全书共6章:电磁场基本理论、静态电磁场、正弦电磁场、平面电磁波、导行和谐振电磁波、电磁波的辐射。书中有拓展阅读和带“*”号内容,供读者选学,每章后有思考题和习题,书后有部分习题答案。
样章试读
目录
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第1章 电磁场基本理论 1
1.1 引言 1
1.2 电荷和电磁场 1
1.2.1 电荷、电场和磁场 2
1.2.2 电磁场的物质性* 4
1.2.3 电磁场的矢量性质 5
1.3 真空形式的麦克斯韦方程 9
1.3.1 真空形式的麦克斯韦微分方程组 10
1.3.2 真空形式的麦克斯韦积分方程组 12
1.3.3 电磁场的力线表示及力线的空间拓扑特性* 17
1.4 媒质中的麦克斯韦方程 18
1.4.1 媒质的分类 19
1.4.2 传导过程与导体 20
1.4.3 极化过程与电介质 22
1.4.4 磁化过程与磁介质 24
1.4.5 媒质中的麦克斯韦方程组和媒质本构方程 26
1.5 媒质界面处电磁场边界条件 29
1.6 电磁场的能量关系 35
1.7 位函数和波动方程 39
1.7.1 位函数 39
1.7.2 波动方程 42
1.8 面电流* 43
1.9 小结 43
思考题 44
习题 45
第2章 静态电磁场 46
2.1 引言 46
2.2 静电场 46
2.2.1 静电场的基本方程和特性 46
2.2.2 静电场的能量特性 53
2.3 恒流电场 55
2.3.1 恒流电场的基本方程和边界条件 55
2.3.2 静电比拟法和电导 57
2.4 恒流磁场 61
2.4.1 恒流磁场的基本方程 61
2.4.2 电感 63
2.5 静电场的特殊计算方法* 66
2.5.1 静电比拟法的误差 66
2.5.2 镜像法 66
2.6 小结 67
思考题 67
习题 68
第3章 正弦电磁场 69
3.1 引言 69
3.2 正弦电磁场的复数表示 69
3.2.1 正弦电磁场中场量的复数表示方法 69
3.2.2 正弦电磁场复数形式的麦克斯韦方程和波动方程 71
3.2.3 媒质电场特性参数的复数形式 73
3.3 正弦电磁场能量关系的复数形式 74
3.3.1 复数坡印亭矢量 74
3.3.2 复数坡印亭定理 75
3.4 电路定律与电磁场方程关系 78
3.4.1 电荷守恒定律与基尔霍夫电流定律 78
3.4.2 基尔霍夫电压定律与法拉第电磁感应定律 79
3.5 正弦电磁场唯一性定理* 80
3.6 小结 81
思考题 81
习题 81
第4章 平面电磁波 83
4.1 引言 83
4.2 理想介质中的均匀平面波 83
4.3 正弦均匀平面波 86
4.3.1 理想介质中的正弦均匀平面波 87
4.3.2 有耗媒质中的正弦均匀平面波 89
4.4 任意方向的平面波 93
4.4.1 任意方向正弦均匀平面波的表示式 93
4.4.2 正弦均匀平面波的麦克斯韦方程组 94
4.4.3 时空对称性* 96
4.5 平面波的极化 97
4.6 平面波的反射和折射 101
4.6.1 平面波的反射 101
4.6.2 反射和折射定律 101
4.6.3 反射波和折射波 105
4.7 理想导体的反射 111
4.7.1 垂直极化波 112
4.7.2 平行极化波 113
4.8 特殊的折射和反射现象 114
4.8.1 全折射 115
4.8.2 全反射 116
4.9 小结 117
思考题 118
习题 119
第5章 导行和谐振电磁波 120
5.1 引言 120
5.2 导行电磁波的一般分析方法 121
5.3 矩形波导 126
5.3.1 概述 126
5.3.2 波导模式函数 126
5.3.3 TM波 129
5.3.4 TE波 130
5.3.5 波导中的导波模式 132
5.3.6 矩形波导中导波的传输特性 133
5.4 矩形波导主模 137
5.5 谐振电磁波 141
5.5.1 谐振频率及谐振模式 142
5.5.2 谐振腔的品质因数 148
5.6 小结 151
思考题 151
习题 152
第6章 电磁波的辐射 153
6.1 引言 153
6.2 时变电流的矢量磁位 153
6.3 电偶极子的辐射 155
6.4 均匀直线阵列天线的辐射场 160
6.5 振子天线的辐射场 164
6.6 小结 166
思考题 166
习题 167
参考文献 168
附录 三种坐标系的梯度、散度、旋度和拉普拉斯算符 169
部分习题答案 171