電磁場與電磁波

目錄







第1章矢量分析

1.1矢量代數(shù)

1.1.1標量和矢量

1.1.2矢量的加法和減法

1.1.3矢量的乘法

1.1.4矢量函數(shù)的導數(shù)與微分

1.2三種常用的正交坐標系

1.2.1直角坐標系

1.2.2圓柱坐標系

1.2.3球坐標系

1.3標量場的梯度

1.3.1標量場的等值面

1.3.2方向導數(shù)

1.3.3梯度

1.4矢量場的通量和散度

1.4.1矢量場的矢量線

1.4.2通量

1.4.3散度

1.4.4散度定理

1.5矢量場的環(huán)流與旋度

1.5.1環(huán)流

1.5.2旋度

1.5.3斯托克斯定理

1.6無旋場與無散場

1.6.1無旋場

1.6.2無散場

1.7亥姆霍茲定理

提要

思考題

習題1

第2章靜電場

2.1電場強度及電位

2.1.1電場強度

2.1.2分布電場的電場強度

2.1.3電位

2.1.4疊加積分法計算電位

2.2靜電場的基本方程

2.2.1靜電場中的導體和電介質

2.2.2高斯定理

2.2.3用高斯定律計算靜電場

2.2.4靜電場基本方程

2.3分界面上的銜接條件

2.4靜電場邊值問題

2.4.1泊松方程和拉普拉斯方程

2.4.2靜電場邊值問題

2.4.3唯一性定理

2.5鏡像法

2.5.1鏡像法

2.5.2導體球面的鏡像

2.5.3介質平面的鏡像

2.5.4導體圓柱面的鏡像

2.6電容和部分電容

2.6.1電容

2.6.2部分電容

2.6.3靜電屏蔽

2.7靜電能量與力

2.7.1帶電體系統(tǒng)中的靜電能量

2.7.2靜電能量的分布及其密度

2.7.3靜電力

提要

思考題

習題2

第3章恒定電場

3.1導電介質中的電流

3.1.1電流密度和元電流

3.1.2歐姆定律的微分形式

3.1.3焦耳定律的微分形式

3.2電源電動勢與局外場強

3.2.1電源電動勢與局外場強

3.2.2恒定電場

3.3恒定電場基本方程及邊界條件

3.3.1電流連續(xù)性方程

3.3.2電場強度的環(huán)路線積分

3.3.3恒定電場的基本方程

3.3.4分界面上的邊界條件

3.3.5恒定電場的邊值問題

3.4電導

3.4.1電導

3.4.2接地電阻

3.4.3跨步電壓

提要

思考題

習題3

第4章恒定磁場

4.1磁感應強度

4.2真空中的安培環(huán)路定律

4.3介質的磁化

4.3.1磁偶極子

4.3.2磁化強度

4.3.3磁化電流

4.4恒定磁場的基本方程

4.4.1一般形式的安培環(huán)路定律

4.4.2磁通連續(xù)性原理

4.4.3恒定磁場的基本方程

4.5分界面上的邊界條件

4.6矢量磁位和標量磁位

4.6.1矢量磁位

4.6.2標量磁位

4.7鏡像法

4.8電感

4.8.1自感

4.8.2互感

4.8.3紐曼公式

4.9磁場能量與力

4.9.1恒定磁場中的能量

4.9.2磁場能量的分布及其密度

4.9.3磁場力

4.10磁路及其計算

4.10.1鐵磁質和非鐵磁質的分界面

4.10.2磁路定律

提要

思考題

習題4

第5章時變電磁場

5.1電磁感應定律

5.1.1電磁感應定律

5.1.2感應電場

5.2全電流定律

5.3電磁場基本方程組

5.3.1麥克斯韋方程組的積分形式

5.3.2麥克斯韋方程組的微分形式

5.3.3介質的本構關系

5.4電磁場的邊界條件

5.4.1一般情況

5.4.2兩種特殊情況下的邊界條件

5.5磁場的位函數(shù)

5.5.1位函數(shù)

5.5.2達朗貝爾方程

5.5.3達朗貝爾方程的解

5.6電磁能量守恒定律

5.7正弦電磁場

5.7.1正弦電磁場的復數(shù)表示法

5.7.2玻印廷定理的復數(shù)形式

5.7.3達朗貝爾方程的復數(shù)形式及其解

提要

思考題

習題5

第6章均勻平面電磁波的傳播

6.1電磁波動方程和平面電磁波

6.1.1電磁波動方程

6.1.2平面電磁波

6.2理想介質中的均勻平面電磁波

6.2.1一維波動方程的解及其物理意義

6.2.2理想介質中的正弦均勻平面波

6.3導電介質中的均勻平面電磁波

6.3.1導電介質中正弦均勻平面波的傳播特性

6.3.2低損耗介質中的波

6.3.3良導體中的波

6.4平面電磁波的極化

6.4.1直線極化

6.4.2圓極化

6.4.3橢圓極化

6.5平面電磁波的反射與折射

6.5.1平面電磁波在理想介質分界面上的反射與折射

6.5.2平面電磁波在理想介質分界面上的全反射和全折射

6.5.3平面電磁波在良導體表面上的反射與折射

6.6平面電磁波對分界面的正入射

6.6.1對理想導體的正入射

6.6.2對理想介質的正入射

6.6.3入端阻抗Z（x）

提要

思考題

習題6

附錄A重要的矢量公式

A.1矢量恒等式

A.2三種坐標系的梯度、散度、旋度和拉普拉斯運算

附錄B習題參考解答

習題1參考解答

習題2參考解答

習題3參考解答

習題4參考解答

習題5參考解答

習題6參考解答

參考文獻