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第1章 矢量分析与场论基础1

1.1场的基本概念1

1.1.1场的定义及类型1

1.1.2场的基本描述方法1

1.2矢量运算3

1.2.1源点、场点及其相关矢量的定义3

1.2.2矢量的点积与叉积4

1.2.3单位矢量及正交坐标系的定义5

1.3常用正交坐标系6

1.3.1三种常用坐标系6

1.3.2三种坐标系之间的相互转换9

1.4标量场的梯度10

1.4.1方向导数10

1.4.2标量函数的梯度11

1.5矢量场的通量与散度13

1.5.1矢量场的通量13

1.5.2矢量场的散度14

1.5.3散度定理15

1.5.4电场线与磁力线的通量和散度15

1.6矢量场的环流与旋度16

1.6.1矢量函数的线积分及其旋度16

1.6.2斯托克斯定理18

1.6.3静电场与稳恒磁场的环流与旋度18

1.7拉普拉斯算符及拉普拉斯方程19

1.7.1梯度、散度、旋度之间的关系19

1.7.2拉普拉斯算符及其运算20

1.8亥姆霍兹定理20

1.8.1矢量场的唯一性定理20

1.8.2矢量场的分类21

1.9习题22

第2章 电磁感应24

2.1电流及电流连续性方程24

2.1.1电流及电流密度24

2.1.2电流连续性方程25

2.2欧姆定律和焦耳定律的微分形式26

2.2.1欧姆定律的微分形式26

2.2.2电阻28

2.2.3焦耳定律的微分形式29

2.3电介质中的电场及其能量29

2.3.1电介质的极化和电位移矢量29

2.3.2电容及电场能32

2.4法拉第电磁感应定律36

2.4.1法拉第电磁感应定律的积分形式36

2.4.2法拉第电磁感应定律的微分形式38

2.5自感与互感38

2.5.1自感38

2.5.2互感40

2.6磁场能量和磁能密度41

2.6.1恒定磁场的能量42

2.6.2磁能分布及磁场能量密度43

2.7习题44

第3章 时变电磁场46

3.1位移电流46

3.1.1安培环路定律及其微分形式46

3.1.2位移电流及全电流安培环路定律49

3.2麦克斯韦方程组50

3.2.1麦克斯韦方程组50

3.2.2结构方程和限定形式的麦克斯韦方程51

3.2.3复数形式的麦克斯韦方程组52

3.3时变电磁场的边界条件53

3.4能量密度与能流密度矢量56

3.4.1坡印廷定理56

3.4.2坡印廷矢量及其复数形式57

3.5动态矢量位和标量位58

3.5.1动态矢量位和标量位的引入58

3.5.2动态矢量位和标量位方程58

3.5.3达朗贝尔方程及洛伦兹规范59

3.6习题59

第4章 平面电磁波基础61

4.1波动方程61

4.2理想媒质中的均匀平面电磁波62

4.2.1理想媒质中齐次波动方程均匀平面电磁波解63

4.2.2均匀平面电磁波的传播特性65

4.2.3沿任意方向传播的电磁波67

4.3有耗媒质中的均匀平面电磁波69

4.3.1有耗媒质中平面电磁波的传播特性69

4.3.2趋肤效应72

4.4电磁波的极化76

4.4.1极化的概念76

4.4.2平面电磁波的极化形式77

4.4.3电磁波极化特性的工程应用79

4.5相速度和群速度81

4.5.1群速度的概念81

4.5.2相速度与群速度的关系82

4.6习题82

第5章 均匀平面电磁波的反射与透射85

5.1均匀平面电磁波向平面分界面的垂直入射85

5.1.1平面电磁波向理想导体的垂直入射85

5.1.2平面电磁波向理想媒质的垂直入射87

5.2均匀平面电磁波对理想媒质的斜入射91

5.2.1相位匹配条件和斯奈尔（Snell）定律91

5.2.2垂直极化波的斜入射93

5.2.3平行极化波的斜入射94

5.2.4媒质Ⅰ中的合成电磁波96

5.3均匀平面电磁波对理想导体的斜入射96

5.3.1垂直极化波的斜入射97

5.3.2平行极化波的斜入射97

5.4均匀平面电磁波的全透射与全反射98

5.4.1全透射现象99

5.4.2全反射现象100

5.5习题103

第6章 导行电磁波104

6.1微波及导波装置简介104

6.1.1微波简介104

6.1.2常用导波装置介绍105

6.2电磁波在均匀导波装置中传播的基本概念106

6.2.1电磁场量106

6.2.2波型的分类107

6.2.3基本概念108

6.3矩形波导109

6.3.1 TM波110

6.3.2 TE波112

6.3.3矩形波导的传播特性113

6.3.4矩形波导中的TE10波115

6.4矩形波导中的能量传输与损耗117

6.5圆柱波导中电磁波的特性简介120

6.6传输线123

6.6.1传输线的电路模型123

6.6.2传输线的工作特性参数126

6.6.3无耗传输线上波的传输状态130

6.7矩形波导谐振腔的工作原理132

6.8习题134

第7章 电磁波的辐射136

7.1滞后位136

7.2电偶极子的辐射137

7.2.1电偶极子辐射的近区场138

7.2.2电偶极子辐射的远区场138

7.2.3电偶极子的辐射参数139

7.3天线140

7.3.1天线的基本参数140

7.3.2半波振子天线简介142

7.3.3均匀直线式天线阵144

7.4习题146

第8章 静态场分析148

8.1静态场的基本方程与边界条件148

8.1.1静电场的基本方程及边界条件148

8.1.2稳恒磁场的基本方程及其边界条件153

8.1.3标量磁位155

8.2恒定电场156

8.2.1恒定电场的基本方程及边界条件156

8.2.2恒定电场与静电场的比较158

8.3习题160

第9章 静态场的解162

9.1概述162

9.1.1边值问题162

9.1.2格林定理163

9.1.3唯一性定理164

9.2镜像法165

9.2.1静电场中的镜像法165

9.2.2电轴法168

9.2.3稳恒磁场的镜像法171

9.3分离变量法173

9.3.1直角坐标系中的分离变量法173

9.3.2圆柱坐标系中的分离变量法175

9.3.3球坐标系中的分离变量法179

9.4有限差分法182

9.4.1有限差分法概述182

9.4.2二维泊松方程的差分离散化182

9.4.3边界条件的离散化184

9.4.4差分方程组的求解188

9.5习题191

附录一 部分习题参考答案194

附录二 常用矢量分析公式200

附录三 希腊字母读音表202

参考文献203