本書在《電磁場與電磁波基礎(chǔ)》（第2版）的基礎(chǔ)上修訂而成。全書共分10章。第1章為矢量分析與場論；第2、3、4章為電磁場理論部分，以“麥克斯韋方程組—時(shí)變場—靜態(tài)場”為主線展開論述；第5章為場論與路論的關(guān)系；第6、7、8章為電磁波部分，重點(diǎn)討論理想介質(zhì)及有耗介質(zhì)中電磁波的傳播特性、電磁波極化的概念及其工程應(yīng)用、電磁波在分界面上的反射與折射；第9、10章為電磁波的傳播和輻射部分。本書可作為電子信息工程、通信工程等專業(yè)本科、研究生教材，也可供從事射頻微波方向的工程技術(shù)人員參考。
第1章 矢量分析與場論 1
1.1 矢量的表示和運(yùn)算 1
1.1.1 矢量與標(biāo)量 1
1.1.2 矢量的運(yùn)算 2
1.1.3 標(biāo)量場與矢量場 3
1.2 坐標(biāo)系 4
1.2.1 正交坐標(biāo)系 4
1.2.2 直角坐標(biāo)系 5
1.2.3 圓柱坐標(biāo)系 6
1.2.4 球坐標(biāo)系 7
1.2.5 三種坐標(biāo)系中單位矢量之間的關(guān)系 9
1.3 矢量函數(shù)的通量與散度 10
1.3.1 矢量的通量 10
1.3.2 散度 12
1.3.3 高斯散度定理 13
1.4 矢量函數(shù)的環(huán)量與旋度 15
1.4.1 矢量的環(huán)量 15
1.4.2 矢量場的旋度 16
1.4.3 斯托克斯定理 19
1.5 標(biāo)量函數(shù)的方向?qū)?shù)與梯度 20
1.5.1 標(biāo)量場與等值面 20
1.5.2 方向?qū)?shù) 21
1.5.3 梯度 21
1.6 格林公式 24
1.7 亥姆霍茲定理 25
1.7.1 散度和旋度的比較 25
1.7.2 亥姆霍茲定理 25
本章小結(jié) 26
習(xí)題1 29
第2章 自由空間中電磁場與麥克斯韋方程組 31
2.1 電場強(qiáng)度和電位 32
2.1.1 庫侖定律與電場強(qiáng)度 32
2.1.2 電位 34
2.2 磁場強(qiáng)度和磁位 35
2.2.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度 35
2.2.2 矢量磁位 37
2.2.3 標(biāo)量磁位 39
2.3 安培環(huán)路定律與全電流定律 40
2.3.1 安培環(huán)路定律 40
2.3.2 傳導(dǎo)電流、運(yùn)流電流和位移電流 40
2.3.3 全電流定律 42
2.3.4 電流連續(xù)性方程 43
2.4 法拉第電磁感應(yīng)定律 44
2.5 高斯定律 46
2.6 積分形式的麥克斯韋方程組 48
2.7 微分形式的麥克斯韋方程組 48
2.8 靜態(tài)場麥克斯韋方程組 50
2.9 麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式 51
2.10 電磁場的能量與坡印廷矢量 53
2.10.1 坡印廷定理 53
2.10.2 坡印廷矢量和平均坡印廷矢量 54
本章小結(jié) 56
習(xí)題2 58
第3章 介質(zhì)中的電磁場與麥克斯韋方程組 61
3.1 導(dǎo)體和介質(zhì) 61
3.1.1 導(dǎo)體 61
3.1.2 電介質(zhì) 63
3.1.3 磁介質(zhì) 63
3.2 電偶極子和介質(zhì)極化 64
3.2.1 電偶極子 65
3.2.2 電介質(zhì)的極化 66
3.2.3 電介質(zhì)中的高斯定律 67
3.3 磁偶極子和介質(zhì)磁化 69
3.3.1 磁偶極子 69
3.3.2 介質(zhì)的磁化 70
3.3.3 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律 71
3.4 介質(zhì)中的麥克斯韋方程組 73
3.5 電磁場的邊界條件 74
3.5.1 一般介質(zhì)分界面的邊界條件 74
3.5.2 特殊介質(zhì)的邊界條件 77
本章小結(jié) 80
習(xí)題3 81
第4章 靜態(tài)場的解 84
4.1 泊松方程和拉普拉斯方程 84
4.1.1 靜態(tài)場中的麥克斯韋方程組 84
4.1.2 泊松方程和拉普拉斯方程 86
4.2 對(duì)偶原理 88
4.3 疊加原理和唯一性定理 89
4.3.1 邊界條件的分類 89
4.3.2 疊加原理 90
4.3.3 唯一性定理 90
4.4 鏡像法 91
4.4.1 點(diǎn)電荷與無限大平面導(dǎo)體的合成場計(jì)算 91
4.4.2 電介質(zhì)分界面的鏡像電荷 93
4.4.3 球形邊界問題 95
4.4.4 圓柱形邊界問題 98
4.5 分離變量法 98
4.5.1 直角坐標(biāo)系中的分離變量法 99
4.5.2 圓柱坐標(biāo)系中的分離變量法 102
4.6 格林函數(shù)法 105
4.6.1 靜電場邊值問題的格林函數(shù)法表達(dá)式 105
4.6.2 簡單邊界的格林函數(shù) 107
4.7 有限差分法 109
本章小結(jié) 111
習(xí)題4 112
第5章 場論與路論的關(guān)系 114
5.1 歐姆定律與焦耳定律 114
5.1.1 歐姆定律 114
5.1.2 電阻的計(jì)算 115
5.1.3 焦耳定律 116
5.2 電容和部分電容 117
5.2.1 電容 117
5.2.2 部分電容 118
5.3 電感 121
5.3.1 自感 121
5.3.2 互感 122
5.4 基爾霍夫定律和麥克斯韋方程組 124
5.4.1 基爾霍夫電流定律 124
5.4.2 基爾霍夫電壓定律 125
5.5 路量與場量的對(duì)比關(guān)系 127
本章小結(jié) 127
習(xí)題5 128
第6章 理想介質(zhì)中的均勻平面波 131
6.1 波的數(shù)學(xué)描述 131
6.2 電磁波的波動(dòng)方程 133
6.2.1 一般電磁波的波動(dòng)方程 133
6.2.2 均勻平面波的波動(dòng)方程 134
6.2.3 理想介質(zhì)中均勻平面波的解 136
6.3 理想介質(zhì)中均勻平面波的傳播特性 137
6.4 均勻平面波解的一般形式 139
6.4.1 沿z軸傳播的均勻平面波的一般式 139
6.4.2 沿任意方向傳播的均勻平面波的一般式 140
6.5 波的極化 142
6.5.1 直線極化 143
6.5.2 圓極化 144
6.5.3 橢圓極化 145
6.5.4 極化波的合成與分解 146
6.6 電磁波譜 148
本章小結(jié) 150
習(xí)題6 150
第7章 有耗介質(zhì)中的均勻平面波 153
7.1 有耗介質(zhì)中的波動(dòng)方程 153
7.1.1 波動(dòng)方程及其解 153
7.1.2 有耗介質(zhì)中均勻平面波的參數(shù) 154
7.2 有耗介質(zhì)中波的傳播特性 157
7.2.1 良介質(zhì)中波的傳播特性 158
7.2.2 良導(dǎo)體中波的傳播特性 159
7.2.3 趨膚效應(yīng) 161
7.2.4 表面阻抗 163
7.3 相速、群速和能速 164
7.3.1 相速、群速和能速的一般定義 164
7.3.2 無耗介質(zhì)中平面電磁波的相速、群速和能速 166
7.3.3 有耗介質(zhì)中平面電磁波的相速、群速和能速 167
7.4 色散 168
本章小結(jié) 169
習(xí)題7 170
第8章 波的反射與折射 172
8.1 反射定律和折射定律 172
8.2 均勻平面波對(duì)分界面的垂直入射 173
8.2.1 對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)分界面的垂直入射 174
8.2.2 對(duì)理想導(dǎo)體表面的垂直入射 175
8.2.3 對(duì)理想介質(zhì)分界面的垂直入射 177
8.3 均勻平面波對(duì)理想介質(zhì)分界面的斜入射 179
8.3.1 垂直極化波的斜入射 180
8.3.2 平行極化波的斜入射 181
8.3.3 全反射、全折射 184
8.4 均勻平面波對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)分界面的斜入射 185
8.5 反射波的相位變化 187
8.6 各向異性介質(zhì)中的平面電磁波 188
本章小結(jié) 189
習(xí)題8 190
第9章 導(dǎo)行電磁波 193
9.1 電磁波在均勻?qū)Рㄑb置中傳播的一般特性 193
9.1.1 電磁波在均勻?qū)Рㄑb置中的傳播 193
9.1.2 均勻?qū)Рㄑb置中的TEM波、TE波和TM波 195
9.1.3 均勻?qū)Рㄑb置中的導(dǎo)行波傳輸特性 197
9.2 TEM傳輸線 199
9.2.1 傳輸線方程及其時(shí)諧穩(wěn)態(tài)解 199
9.2.2 傳輸線的傳輸特性參數(shù) 203
9.2.3 無耗傳輸線的工作狀態(tài) 205
9.3 矩形波導(dǎo) 211
9.3.1 矩形波導(dǎo)中的TM波 211
9.3.2 矩形波導(dǎo)中的TE波 212
9.3.3 矩形波導(dǎo)中的TE10波 214
9.4 圓柱形波導(dǎo) 218
9.4.1 圓柱形波導(dǎo)中的TM波 218
9.4.2 圓柱形波導(dǎo)中的TE波 220
9.5 導(dǎo)波系統(tǒng)中的功率傳輸與損耗 222
9.5.1 波導(dǎo)的功率傳輸和功率容量 222
9.5.2 波導(dǎo)的損耗和衰減 223
9.6 諧振腔 225
9.6.1 同軸諧振腔 225
9.6.2 矩形諧振腔 226
9.6.3 諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q 227
9.7 介質(zhì)波導(dǎo)和光纖簡介 228
9.7.1 介質(zhì)波導(dǎo) 228
9.7.2 光纖 228
本章小結(jié) 230
習(xí)題9 231
第10章 輻射系統(tǒng)簡介 232
10.1 緩慢移動(dòng)的加速點(diǎn)電荷的輻射 232
10.2 自由電荷的能量散射 236
10.3 束縛電荷輻射的散射 237
10.4 電偶極子天線的輻射 238
10.5 天線的輻射電阻 240
10.6 天線的增益 240
10.7 磁偶極子天線的輻射 241
本章小結(jié) 246
習(xí)題10 247
附錄A 重要的矢量公式 248
附錄B 計(jì)算雅可比行列式 250
附錄C 矢量D、H、E、B、P、M之間的關(guān)系 251
附錄D 相關(guān)的國際單位 252
附錄E 相關(guān)的物理常數(shù) 254
附錄F 中英文專業(yè)詞匯對(duì)照表 256
習(xí)題參考答案 267
參考文獻(xiàn)
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