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電磁場與電磁波(新形態版高等學校電子信息類專業系列教材)

  • 作者：編者:劉小明//謝小娟//任紅梅//甘露|責編:曾珊//李曄
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302686057
  • 出版日期：2025/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：237
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要介紹電磁場與電磁波的數學基礎、基本特性以及基本規律，主要內容包括：第0章緒論，主要講述電磁場理論的應用背景和發展歷程，同時簡單介紹了本課程的特點以及學習方法；第1章為數學基礎，討論學習本課程所需的數學理論基礎；第2-5章討論靜態場，分別介紹靜電場理論、恆定電場、恆定磁場、靜態場的邊值問題及其解法；第6章討論時變電磁場的基本規律；第7章為平面電磁波的傳播、反射和透射；第8章介紹導行電磁波理論，這是微波技術的基礎；第9章介紹電磁輻射的基本理論；第10章簡要介紹現代電磁場的模擬分析方法和軟體工具。對於書中艱澀難懂的內容，用*號標記為選修內容。
    本書配有豐富的資源。在精選習題的基礎上提供了部分習題答案，以鞏固理論知識；製作了部分可視化材料，以幫助學生理解重點概念；考慮課程內容的工程性，特別是理論與實踐的結合，設置了實踐習題部分，供學生自由探索。此外，本書體現了課程思政元素，注重課程所包含的科學精神、工程意識、工程倫理、探索精神等方面的內涵。
    本書適合普通高等院校電子信息和電氣工程類專業的本科生使用，也可作為相關專業的研究生教材，還可作為工程技術人員的參考用書。
作者介紹
編者:劉小明//謝小娟//任紅梅//甘露|責編:曾珊//李曄
目錄
第0章  緒論
  0.1  電磁場與電磁波在生活中的應用
  0.2  電磁場與電磁波的發展簡史
  0.3  本課程的特點
  0.4  如何學好本課程
  思考題
第1章  電磁場理論中的數學基礎
  1.1  矢量運算
    1.1.1  標量與矢量
    1.1.2  矢量的加減法
    1.1.3  矢量的乘法
  1.2  梯度、散度和旋度
    1.2.1  標量場的梯度
    1.2.2  矢量場的散度
    1.2.3  矢量場的旋度
    1.2.4  無旋場和無散場
    1.2.5  拉普拉斯運算
  1.3  三種常用坐標系
    1.3.1  圓柱坐標系
    1.3.2  球坐標系
  1.4  格林定理與亥姆霍茲定理
    1.4.1  格林定理
    1.4.2  亥姆霍茲定理
  本章知識結構
  習題
第2章  靜電場
  2.1  庫侖定律與電場強度
    2.1.1  庫侖定律
    2.1.2  電場強度
    2.1.3  電場的疊加原理
  2.2  靜電場的散度和旋度
    2.2.1  電通量和高斯定律
    2.2.2  靜電場的旋度
  2.3  電位及其方程
    2.3.1  電位
    2.3.2  泊松方程及拉普拉斯方程
    2.3.3  點電荷的δ函數及格林函數
  2.4  電偶極子
    2.4.1  電偶極子的電位和電場
    2.4.2  電偶極子的等電位線和電場線
  2.5  靜電場中的介質
  2.6  邊界條件
    2.6.1  介質分界面上的邊界條件
    2.6.2  理想導體分界面上的邊界條件
  2.7  導體系統的電容
  2.8  靜電場能量與靜電力
    2.8.1  靜電場能量
    2.8.2  靜電力
  本章知識結構
  習題

第3章  恆定電場
  3.1  電流密度
    3.1.1  電流密度的定義
    3.1.2  傳導電流和運流電流
    3.1.3  歐姆定律
    3.1.4  焦耳定律
    3.1.5  電動勢
  3.2  電流連續性方程
  3.3  恆定電場的邊界條件
  3.4  導體中恆定電場與靜電場的比擬
  本章知識結構
  習題
第4章  恆定磁場
  4.1  安培力定律與畢奧-沙伐爾定律
    4.1.1  安培力定律
    4.1.2  畢奧-沙伐爾定律
    4.1.3  洛倫茲力
  4.2  恆定磁場的基本方程、矢量磁位
    4.2.1  恆定磁場的散度、磁通連續性原理
    4.2.2  恆定磁場的旋度、安培環路定理
    4.2.3  矢量磁位
  4.3  磁偶極子
  4.4  恆定磁場中的磁介質
  4.5  恆定磁場的邊界條件
    4.5.1  磁感應強度、磁場強度以及矢量磁位的邊界條件
    4.5.2  標量磁位及其邊界條件
  4.6  電感
    4.6.1  自感
    4.6.2  互感
  4.7  磁場能量和磁場力
    4.7.1  磁場能量及能量密度
    4.7.2  磁場力
  本章知識結構
  習題
第5章  靜態場的邊值問題及其解法
  5.1  靜態場的邊值問題及唯一性定理
    5.1.1  邊值問題的分類
    5.1.2  唯一性定理
  5.2  鏡像法
    5.2.1  導體平面鏡像
    5.2.2  導體球面鏡像
    5.2.3  導體圓柱面的鏡像
    5.2.4  介質平面的鏡像
  5.3  分離變數法
    5.3.1  直角坐標系中的分離變數法
    5.3.2  圓柱坐標系中的分離變數法
    5.3.3  球坐標系中的分離變數法
  5.4  有限差分法
  本章知識結構
  習題

第6章  時變電磁場
  6.1  位移電流與全電流安培環路定律
  6.2  法拉第電磁感應定律與有旋電場
  6.3  麥克斯韋方程組
  6.4  坡印廷矢量及坡印廷定理
  6.5  時變場下的邊界條件及唯一性定理
    6.5.1  時變場下的邊界條件
    6.5.2  時變場下的唯一性定理
  6.6  波動方程
  6.7  時變場下的位函數
    6.7.1  矢量位和標量位
    6.7.2  達朗貝爾方程
  6.8  時諧電磁場
    6.8.1  時諧電磁場的複數表示
    6.8.2  時諧電磁場的方程
    6.8.3  復介電常數和復磁導率
    6.8.4  平均能流密度和復坡印廷定理
  本章知識結構
  習題
第7章  均勻平面電磁波
  7.1  理想介質中的平面波
    7.1.1  理想介質中沿z軸傳播的均勻平面波
    7.1.2  理想介質中沿任意方向傳播的均勻平面波
  7.2  導電介質中的平面波
    7.2.1  導電介質中的電磁波表達式
    7.2.2  弱導電介質中的均勻平面波
    7.2.3  良導電介質中的均勻平面波
    7.2.4  相速度與群速度
  7.3  各向異性介質中的均勻平面波
    7.3.1  張量磁導率
    7.3.2  鐵氧體均勻平面波傳播特性
  7.4  電磁波的極化
    7.4.1  線極化
    7.4.2  圓極化
    7.4.3  橢圓極化
  7.5  均勻平面對分界面的垂直入射
    7.5.1  對介質分界面的垂直入射
    7.5.2  對理想導體分界面的垂直入射
    7.5.3  對多層介質分界面的垂直入射
  7.6  均勻平面對分界面的斜入射
    7.6.1  對理想介質分界面的斜入射
    7.6.2  對理想導體分界面的斜入射
  本章知識結構
  習題
第8章  導行電磁波
  8.1  傳輸線的電路理論
    8.1.1  傳輸線上的波動方程
    8.1.2  無損傳輸線
  8.2  波導的電磁場理論
    8.2.1  TEM波

    8.2.2  TE波
    8.2.3  TM波
  8.3  矩形波導
    8.3.1  矩形波導中的TE波
    8.3.2  矩形波導中的TM波
  8.4  圓波導
    8.4.1  圓波導中的TE波
    8.4.2  圓波導中的TM波
  8.5  同軸波導
    8.5.1  同軸波導中的TEM波
    8.5.2  同軸波導中的高次模
  8.6  諧振腔
  本章知識結構
  習題
第9章  電磁波的輻射
  9.1  滯后位
  9.2  電偶極子的輻射
  9.3  電與磁的對偶性
  9.4  磁偶極子的輻射
  9.5  電磁輻射幾個重要的參數
  9.6  陣列天線
    9.6.1  二元陣列
    9.6.2  均勻直線陣列
  9.7  口徑場輻射
    9.7.1  惠更斯元的輻射
    9.7.2  平面口徑場的輻射
  本章知識結構
  習題
第10章  電磁分析方法與模擬軟體簡介
  10.1  電磁分析方法簡介
  10.2  電磁模擬軟體簡介
  習題
附錄
參考文獻

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