電磁場與電磁波基礎[電子工業出版社出版圖書]

本書是按照電子信息與電氣類專業“電磁場與電磁波”課程教學的基本要求，本著深入淺出、通俗易學的原則而編寫的。為了更適合電子信息與電氣類專業學生的學習，本書在給出了“場”的基本方程和一般概念與分析方法後，重申噗著墨於“波”的基本特性與傳播過程分析。

內容簡介

本書共分11章，主要內容包括：矢量分析與場論，電場、磁場與麥克斯韋方程，介質中的麥克斯韋方程，矢量位與標量位，靜態場的解，自由空間中的電磁波，非導電介質中的電磁波，導電介質中的電磁波，波的反射與折射，等等。本書最後對電磁波的導引和輻射進行了簡要的介紹。每章之後均附有本章小結和豐富的習題，書末附有大部分習題參考答案。

本書可作為普通高等院校通信工程、電子信息工程、電子科學與技術、自動化、電氣工程及其自動化等專業的本科生教材，也可供從事“電磁場與電磁波”方向的工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章 矢量分析與場論

1.1 矢量的表示和運算

1.1.1 矢量與標量

1.1.2 矢量的代數運算

1.1.3 標量場與矢量場

1.2 正交坐標系

1.2.1 正交坐標系的概念

1.2.2 笛卡兒坐標系

1.2.3 圓柱坐標系

1.2.4 球坐標系

1.2.5 三種坐標系中單位矢量之間的關係

1.3 矢量函式的通量與散度

1.3.1 矢量的通量

1.3.2 散度

1.3.3 高斯散度定理

1.4 矢量函式的環量與旋度

1.4.1 矢量的環量

1.4.2 矢量場的旋度

1.4.3 斯托克斯定理

1.5 標量函式的方嚮導數與梯度

1.5.1 標量場與等值面

1.5.2 方嚮導數

1.5.3 梯度

1.6 格林公式

1.7 亥姆霍茲定理

1.7.1 散度和旋度的比較

1.7.2 亥姆霍茲定理

1.8 矢量場的分類

本章小結

習題1

第2章 電場、磁場與麥克斯韋方程

2.1 電場力、電場強度與電位

2.1.1 電場力與電場強度

2.1.2 電位

2.2 磁場力、磁感應強度與磁位

2.2.1 磁場力與磁感應強度

2.2.2 矢量磁位

2.2.3 標量磁位

2.3 洛倫茲力

2.4 電偶極子

2.5 磁偶極子

2.6 由電通量與高斯定律導出麥克斯韋第一方程

2.6.1 電通量

2.6.2 麥克斯韋第一方程

2.7 由電磁感應定律與斯托克斯定律導出麥克斯韋第二方程

2.8 由磁通量與高斯定律導出麥克斯韋第三方程

2.9 由安培環路定律與斯托克斯定律導出麥克斯韋第四方程

2.9.1 傳導電流、運流電流和位移電流

2.9.2 電流連續性原理

2.9.3 麥克斯韋第四方程

2.10 微分形式的麥克斯韋方程組

2.11 麥克斯韋方程的積分形式

2.12 麥克斯韋方程的時諧形式

2.13 電磁場的能量與坡印廷矢量

本章小結

習題2

第3章 介質中的麥克斯韋方程組

3.1 分子模型

3.2 電介質及其極化

3.2.1 極化的概念

3.2.2 極化矢量P

3.2.3 介質的分子模型與極化矢量

3.2.4 高密度介質中的電場

3.2.5 考慮極化效應的麥克斯韋方程組

3.3 折射率與相對介電常數

3.4 介質的磁化

3.4.1 磁化的概念

3.4.2 磁化電流與磁化矢量M

3.4.3 磁場強度

3.4.4 磁介質

3.5 介質中的麥克斯韋方程組

3.6 電磁場的邊界條件

本章小結

習題3

第4章 矢量位與標量位

4.1 矢量位A

4.2 標量位φ

4.3 用位函式φ和A表示的非均勻波動方程

4.4 利用場源ρ和J求解位函式φ和A

4.5 李納-維謝爾位函式

本章小結

習題4

第5章 靜態場的解

5.1 泊松方程和拉普拉斯方程

5.1.1 靜態場中的麥克斯韋方程組

5.1.2 泊松方程和拉普拉斯方程

5.2 對偶原理

5.3 疊加原理和唯一性定理

5.3.1 邊界條件的分類

5.3.2 疊加原理

5.3.3 唯一性定理

5.4 鏡像法

5.4.1 點電荷與無限大平面導體的合成場計算

5.4.2 電介質分界面的鏡像電荷

5.4.3 球形邊界問題

5.4.4 圓柱形邊界問題

5.5 分離變數法

5.5.1 笛卡兒坐標系中的分離變數法

5.5.2 圓柱坐標系中的分離變數法

5.6 格林函式法

5.6.1 靜電場邊值問題的格林函式法表達式

5.6.2 簡單邊界的格林函式

5.7 有限差分法

本章小結

習題5

第6章 自由空間中的電磁波

6.1 波的數學描述

6.2 均勻平面波與三維波動方程

6.3 電波與磁波

6.4 自由空間中的平面電磁波

6.4.1 隨時間變化的單色平面波

6.4.2 均勻平面電磁波的特性

6.5 波的極化

6.6 電磁波譜

本章小結

習題6

第7章 非導電介質中的電磁波

7.1 非導電介質中的電磁波方程

7.2 平面電磁波在理想介質中的傳播

7.3 平面電磁波在非理想介質中的傳播

7.3.1 等效復介電係數

7.3.2 波動方程及其解

7.4 低密度氣體中的電磁波

7.5 高密度介質中的電磁波

7.6 複數折射率的相關結論

7.7 相速度與能流速度

7.8 色散

7.9 相速與群速

本章小結

習題7

第8章 導電介質中的電磁波

8.1 導電介質的一般模型

8.2 導電介質在高頻或低頻時的特性

8.2.1 介質的折射率與導電介質的頻率特性

8.2.2 導電介質的趨膚深度

8.2.3 導電介質的趨膚效應

8.3 導電介質中的電磁波

8.3.1 導電介質中波的傳播特性

8.3.2 良導體中的均勻平面電磁波

8.4 電漿對波的反射

本章小結

習題8

第9章 電磁波的反射與折射

9.1 電磁波傳播的邊界條件

9.2 傳播矢量

9.3 平面邊界的反射與透射

9.4 反射波的極化

9.5 法向入射

9.6 全折射與全反射

9.6.1 全折射

9.6.2 全反射

9.7 反射波的相位變化

9.8 各向異性媒質中的平面電磁波

本章小結

習題9

第10章 導行電磁波

10.1 電磁波在均勻導波裝置中傳播的一般特性

10.1.1 電磁波在均勻導波裝置中的傳播

10.1.2 均勻導波裝置中的TEM波、TE波和TM波

10.1.3 均勻導波裝置中的導行波傳輸特性

10.2 TEM傳輸線

10.2.1 傳輸線方程及其時諧穩態解

10.2.2 傳輸線的傳輸特性參數

10.2.3 無損耗傳輸線的工作狀態

10.3 矩形波導

10.3.1 矩形波導中的TM波

10.3.2 矩形波導中的TE波

10.3.3 矩形波導中的TE10波

10.4 圓柱形波導

10.4.1 圓柱形波導中的TM波

10.4.2 圓柱形波導中的TE波

10.5 導波系統中的功率傳輸與損耗

10.5.1 波導的功率傳輸和功率容量

10.5.2 波導的損耗和衰減

10.6 諧振腔

10.6.1 同軸諧振腔

10.6.2 矩形諧振腔

10.6.3 諧振腔的品質因素Q

10.7 介質波導和光纖簡介

10.7.1 介質波導

10.7.2 光纖

本章小結

習題10

第11章 輻射系統簡介

11.1 緩慢移動的加速點電荷的輻射

11.2 自由電荷的能量散射

11.3 束縛電荷輻射的散射

11.4 電偶極子天線的輻射

11.5 天線的輻射電阻

11.6 天線的增益

11.7 磁偶極子天線的輻射

本章小結

習題11

附錄A 一些有用的數學結論

附錄B 計算雅可比行列式

附錄C 矢量D、H、E、B、P、M之間的關係

附錄D 相關的國際單位

附錄E 相關的物理常數

附錄F 中英文術語對照表

習題參考答案

參考文獻

新版圖書信息

電磁場與電磁波基礎[電子工業出版社出版圖書]

書 名: 電磁場與電磁波基礎

作　者：路宏敏

出版社： 科學出版社

出版時間： 2010年8月13日

ISBN: 9787030171467

開本： 16開

定價: 32.00元

內容簡介

系統地介紹了矢量分析中的一些基本概念和基本定理以及電磁學中的一些基本物理量、基本電磁定律和麥克斯韋方程組；討論靜止電荷產生的電場和恆定電流產生的恆定電場和磁場，重點放在靜電場邊值問題的求解方法上；介紹其中一些最流行和最具代表性解析的和數值的方法。介紹了電磁波的輻射和傳播包括反射和折射，還介紹了電磁波沿導波結構的傳播以及基本的傳輸線理論。

圖書目錄

叢書序

前言

第1章 矢量分析與場論

1.1 矢性函式

1.2 場的基本知識

1.3 數量場的方嚮導數和梯度

1.4 矢量場的通量及散度

1.5 矢量場的環量及旋度

1.6 正交曲面坐標系

小結

習題

第2章 靜電場

2.1 庫侖定律電場強度

2.2 高斯定理

2.3 靜電場的旋度與電位

2.4 電偶極子

2.5 電介質中的場方程

2.6 靜電場的邊界條件

2.7 導體系統的電容

2.8 電場能量能量密度

2.9 電場力

小結

習題

第3章 恆定電流的電場和磁場

3.1 恆定電流的電場

3.2 磁感應強度

3.3 恆定磁場的基本方程

3.4 矢量磁位

3.5 磁偶極子

3.6 磁介質中的場方程

3.7 恆定磁場的邊界條件

3.8 標量磁位

3.9 互感和自感

3.10 磁場能量

3.11 磁場力

小結

習題

第4章 靜態場的解

4.1 邊值問題的分類

4.2 唯一性定理

4.3 鏡像法

4.4 直角坐標中的分離變數法

4.5 圓柱坐標中的分離變數法

4.6 球坐標中的分離變數法

4.7 複變函數法

4.8 格林函式法

4.9 有限差分法

小結

習題

第5章 時變電磁場

5.1 法拉第電磁感應定律

5.2 位移電流

5.3 麥克斯韋方程組

5.4 時變電磁場的邊界條件

5.5 時變電磁場的能量與能流

5.6 正弦電磁場

5.7 波動方程

5.8 時變電磁場的位函式

小結

習題

第6章 平面電磁波

6.1 無耗介質中的平面電磁波

6.2 導電介質中的平面電磁波

6.3 電磁波的極化

6.4 色散、相速和群速

6.5 均勻平面電磁波向平面分界面的垂直入射

6.6 均勻平面電磁波向多層介質分界面的垂直入射

6.7 均勻平面電磁波向平面分界面的斜人射

6.8 均勻平面電磁波的全透射與全反射

小結

習題

第7章 電磁波的輻射

7.1 滯後位

7.2 電基本振子的輻射場

7.3 對偶原理與磁基本陣子的輻射場

7.4 天線的電參數

7.5 對稱線天線和天線陣的概念

7.6 面天線的輻射場

7.7 互易定理

7.8 天線的有效面積

7.9 傳輸方程

小結

習題

第8章 導行電磁波

8.1 均勻導波結構的一般理論

8.2 矩形波導

8.3 圓波導

8.4 規則波導的損耗

8.5 同軸線及其高次模

小結

習題

第9章 電磁場數值方法簡介

9.1 有限差分法

9.2 有限元法

9.3 時域有限差分法

9.4 矩量法

小結

習題

參考文獻

附錄A 重要的矢量公式

附錄B 常用數學公式

附錄C 量和單位