電磁場與電磁波基礎（第2版）

第1章 矢量分析與場論（1）
1.1 矢量的表示和運算（1）
1.1.1 矢量與標量（1）
1.1.2 矢量的代數(shù)運算（2）
1.1.3 標量場與矢量場（4）
1.2 正交坐標系（4）
1.2.1 正交坐標系的概念（4）
1.2.2 笛卡兒坐標系（5）
1.2.3 圓柱坐標系（6）
1.2.4 球坐標系（7）
1.2.5 三種坐標系中單位矢量之間的關系（8）
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（14）
1.4 矢量函數(shù)的環(huán)量與旋度（15）
1.4.1 矢量的環(huán)量（16）
1.4.2 矢量場的旋度（16）
1.4.3 斯托克斯定理（20）
1.5 標量函數(shù)的方向導數(shù)與梯度（21）
1.5.1 標量場與等值面（21）
1.5.2 方向導數(shù)（21）
1.5.3 梯度（22）
1.6 格林公式（25）
1.7 亥姆霍茲定理（26）
1.7.1 散度和旋度的比較（26）
1.7.2 亥姆霍茲定理（26）
1.8 矢量場的分類（27）
本章小結（28）
習題1（30）
第2章 電場、磁場與麥克斯韋方程（33）
2.1 電場力、電場強度與電位（34）
2.1.1 電場力與電場強度（34）
2.1.2 電位（35）
2.2 磁場力、磁感應強度與磁位（36）
2.2.1 磁場力與磁感應強度（36）
2.2.2 矢量磁位（37）
2.2.3 標量磁位（40）
2.3 洛倫茲力（40）
2.4 電偶極子（41）
2.5 磁偶極子（43）
2.6 由電通量與高斯定律導出麥克斯韋第一方程（46）
2.6.1 電通量（46）
2.6.2 麥克斯韋第一方程（46）
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（47）
2.8 由磁通量與高斯定律導出麥克斯韋第三方程（47）
2.9 由安培環(huán)路定律與斯托克斯定律導出麥克斯韋第四方程（48）
2.9.1 傳導電流、運流電流和位移電流（48）
2.9.2 電流連續(xù)性原理（50）
2.9.3 麥克斯韋第四方程（51）
2.10 微分形式的麥克斯韋方程組（52）
2.11 麥克斯韋方程的積分形式（54）
2.12 麥克斯韋方程的時諧形式（56）
2.13 電磁場的能量與坡印廷矢量（57）
本章小結（61）
習題2（62）
第3章 介質中的麥克斯韋方程組（64）
3.1 分子模型（64）
3.2 電介質及其極化（65）
3.2.1 極化的概念（65）
3.2.2 極化矢量P（66）
3.2.3 介質的分子模型與極化矢量（67）
3.2.4 高密度介質中的電場（68）
3.2.5 考慮極化效應的麥克斯韋方程組（70）
3.3 折射率與相對介電常數(shù)（72）
3.4 介質的磁化（74）
3.4.1 磁化的概念（74）
3.4.2 磁化電流與磁化矢量M（74）
3.4.3 磁場強度（74）
3.4.4 磁介質（75）
3.5 介質中的麥克斯韋方程組（76）
3.6 電磁場的邊界條件（77）
本章小結（84）
習題3（86）
第4章 矢量位與標量位（88）
4.1 矢量位A（88）
4.2 標量位φ（88）
4.3 用位函數(shù)φ和A表示的非均勻波動方程（89）
4.4 利用場源ρ和J求解位函數(shù)φ和A（92）
4.5 李納-威謝爾特位函數(shù)（94）
本章小結（98）
習題4（99）
第5章 靜態(tài)場的解（100）
5.1 泊松方程和拉普拉斯方程（100）
5.1.1 靜態(tài)場中的麥克斯韋方程組（100）
5.1.2 泊松方程和拉普拉斯方程（102）
5.2 對偶原理（105）
5.3 疊加原理和唯一性定理（106）
5.3.1 邊界條件的分類（106）
5.3.2 疊加原理（106）
5.3.3 唯一性定理（107）
5.4 鏡像法（107）
5.4.1 點電荷與無限大平面導體的合成場計算（107）
5.4.2 電介質分界面的鏡像電荷（109）
5.4.3 球形邊界問題（111）
5.4.4 圓柱形邊界問題（112）
5.5 分離變量法（113）
5.5.1 笛卡兒坐標系中的分離變量法（113）
5.5.2 圓柱坐標系中的分離變量法（116）
5.6 格林函數(shù)法（118）
5.6.1 靜電場邊值問題的格林函數(shù)法表達式（119）
5.6.2 簡單邊界的格林函數(shù)（121）
5.7 有限差分法（122）
本章小結（125）
習題5（126）
第6章 自由空間中的電磁波（128）
6.1 波的數(shù)學描述（128）
6.2 均勻平面波與三維波動方程（129）
6.3 電波與磁波（130）
6.4 自由空間中的平面電磁波（131）
6.4.1 隨時間變化的單色平面波（132）
6.4.2 均勻平面電磁波的特性（133）
6.5 波的極化（136）
6.6 電磁波譜（141）
本章小結（143）
習題6（143）
第7章 非導電介質中的電磁波（145）
7.1 非導電介質中的電磁波方程（145）
7.2 平面電磁波在理想介質中的傳播（147）
7.3 平面電磁波在非理想介質中的傳播（148）
7.3.1 等效復介電系數(shù)（148）
7.3.2 波動方程及其解（149）
7.4 低密度氣體中的電磁波（150）
7.5 高密度介質中的電磁波（152）
7.6 復數(shù)折射率的相關結論（153）
7.7 相速度與能流速度（154）
7.8 色散（157）
7.9 相速與群速（158）
本章小結（160）
習題7（160）
第8章 導電介質中的電磁波（162）
8.1 導電介質的一般模型（162）
8.2 導電介質在高頻或低頻時的特性（163）
8.2.1 介質的折射率與導電介質的頻率特性（163）
8.2.2 導電介質的趨膚深度（165）
8.2.3 導電介質的趨膚效應（167）
8.3 導電介質中的電磁波（169）
8.3.1 導電介質中波的傳播特性（169）
8.3.2 良導體中的均勻平面電磁波（172）
8.4 等離子體對波的反射（175）
本章小結（177）
習題8（178）
第9章 電磁波的反射與折射（179）
9.1 電磁波傳播的邊界條件（179）
9.2 傳播矢量（182）
9.3 平面邊界的反射與透射（183）
9.4 反射波的極化（191）
9.5 法向入射（192）
9.6 全折射與全反射（194）
9.6.1 全折射（194）
9.6.2 全反射（195）
9.7 反射波的相位變化（196）
9.8 各向異性媒質中的平面電磁波（197）
本章小結（198）
習題9（200）
第10章 導行電磁波（203）
10.1 電磁波在均勻導波裝置中傳播的一般特性（203）
10.1.1 電磁波在均勻導波裝置中的傳播（203）
10.1.2 均勻導波裝置中的TEM波、TE波和TM波（205）
10.1.3 均勻導波裝置中的導行波傳輸特性（207）
10.2 TEM傳輸線（209）
10.2.1 傳輸線方程及其時諧穩(wěn)態(tài)解（209）
10.2.2 傳輸線的傳輸特性參數(shù)（213）
10.2.3 無損耗傳輸線的工作狀態(tài)（215）
10.3 矩形波導（221）
10.3.1 矩形波導中的TM波（221）
10.3.2 矩形波導中的TE波（222）
10.3.3 矩形波導中的TE10波（224）
10.4 圓柱形波導（228）
10.4.1 圓柱形波導中的TM波（228）
10.4.2 圓柱形波導中的TE波（230）
10.5 導波系統(tǒng)中的功率傳輸與損耗（232）
10.5.1 波導的功率傳輸和功率容量（232）
10.5.2 波導的損耗和衰減（233）
10.6 諧振腔（235）
10.6.1 同軸諧振腔（235）
10.6.2 矩形諧振腔（236）
10.6.3 諧振腔的品質因素Q（237）
10.7 介質波導和光纖簡介（238）
10.7.1 介質波導（238）
10.7.2 光纖（238）
本章小結（240）
習題10（241）
第11章 輻射系統(tǒng)簡介（242）
11.1 緩慢移動的加速點電荷的輻射（242）
11.2 自由電荷的能量散射（246）
11.3 束縛電荷輻射的散射（247）
11.4 電偶極子天線的輻射（248）
11.5 天線的輻射電阻（250）
11.6 天線的增益（251）
11.7 磁偶極子天線的輻射（251）
本章小結（256）
習題11（256）
附錄A 一些有用的數(shù)學結論（257）
附錄B 計算雅可比行列式（261）
附錄C 矢量D、H、E、B、P、M之間的關系（262）
附錄D 相關的國際單位（263）
附錄E 相關的物理常數(shù)（264）
附錄F 中英文術語對照表（266）
習題參考答案（272）
參考文獻（280）