電磁場與電磁波

第1章 矢量分析
1.1 三種常用坐標系
1.1.1 坐標系構成
1.1.2 坐標變量代換
1.2 標量場與矢量場
1.2.1 標量場
1.2.2 矢量場
1.3 描述標量場分布和變化規(guī)律的物理量
1.3.1 等值面
1.3.2 方向?qū)?shù)
1.3.3 梯度
1.4 描述矢量場分布和變化規(guī)律的物理量
1.4.1 矢量線
1.4.2 通量和散度
1.4.3 環(huán)量和旋度
1.5 亥姆霍茲定理
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習題
第2章 靜電場
2.1 電場強度
2.1.1 電荷密度
2.1.2 庫侖定律
2.1.3 電場強度
2.2 靜電場的高斯定理和散度
2.2.1 真空中的高斯定理和散度
2.2.2 電介質(zhì)中高斯定理和散度
2.3 靜電場的環(huán)路定理、旋度和電位
2.4 靜電場的基本方程
2.4.1 場矢量基本方程
2.4.2 電位的基本方程
2.5 靜電場的邊界條件
2.5.1 電位移矢量的邊界條件
2.5.2 電場強度矢量的邊界條件
2.5.3 電位的邊界條件
2.6 導體系統(tǒng)的電容
2.6.1 電容的定義
2.6.2 電容的計算
2.7 靜電場能量與能量密度
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習題
第3章 靜態(tài)場問題的解法
3.1 靜態(tài)場問題的類型
3.1.1 分布型問題
3.1.2 邊值型問題
3.2 唯一性定理
3.2.1 格林公式
3.2.2 唯一性定理
3.3 靜態(tài)場問題的解析解法
3.3.1 鏡像法
3.3.2 分離變量法
3.4 基于MATLAB的靜態(tài)場問題的數(shù)值解法
3.4.1 分布型問題的數(shù)值解法
3.4.2 邊值型問題的數(shù)值解法
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習題
第4章 恒定電流的電場和磁場
4.1 恒定電場理論
4.1.1 電流及電流密度
4.1.2 歐姆定律和焦耳定律
4.1.3 恒定電場的基本方程
4.1.4 恒定電場的邊界條件
4.2 恒定電場與靜電場比較
4.3 恒定磁場理論
4.3.1 恒定磁場的實驗定律和磁感應強度
4.3.2 恒定磁場的基本方程
4.3.3 矢量磁位
4.3.4 標量磁位
4.3.5 恒定磁場的邊界條件
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習題
第5章 時變電磁場
5.1 麥克斯韋方程組
5.1.1 電流連續(xù)性方程
5.1.2 電磁感應定律
5.1.3 位移電流
5.1.4 麥克斯韋方程組
5.2 時變電磁場的邊界條件
5.2.1 場矢量D和B的法向分量的邊界條件
5.2.2 場矢量E和H的切向分量的邊界條件
5.3 復數(shù)形式的麥克斯韋方程組
5.3.1 諧變場量的復數(shù)表示
5.3.2 時諧場下麥克斯韋方程組的復數(shù)形式
5.3.3 時諧場下媒質(zhì)及復介電常數(shù)
5.4 波動方程
5.5 電磁場能量與能流
5.5.1 坡印廷定理
5.5.2 坡印廷定理的復數(shù)形式
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習題
第6章 各向同性媒質(zhì)中的平面電磁波
6.1 理想介質(zhì)中的均勻平面電磁波
6.1.1 均勻平面波的場解
6.1.2 均勻平面波的極化
6.2 沿任意方向傳播的平面電磁波
6.2.1 平面波的一般表達式
6.2.2 平面波的視在相速
6.3 有損耗媒質(zhì)中的均勻平面波
6.3.1 均勻平面波的電磁場
6.3.2 傳播常數(shù)和波阻抗的意義
6.3.3 低損耗媒質(zhì)中的平面波
6.3.4 良導電媒質(zhì)中的均勻平面波
6.4 電磁波的色散
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習題
第7章 均勻平面電磁波的反射和透射
7.1 均勻平面波對平面分界面的垂直入射
7.1.1 對理想導體的垂直入射
7.1.2 對理想介質(zhì)的垂直入射
7.2 均勻平面波對多層媒質(zhì)分界面的垂直入射
7.2.1 多層媒質(zhì)中的電磁波及邊界條件
7.2.2 等效波阻抗
7.2.3 無反射的條件
7.3 均勻平面波對介質(zhì)分界面的斜入射
7.3.1 相位匹配條件和斯奈爾折射定律
7.3.2 垂直極化波對理想介質(zhì)平面的斜入射
7.3.3 平行極化波對理想介質(zhì)平面的斜入射
7.3.4 全反射和全透射
7.4 平面電磁波對理想導體界面的斜入射
7.4.1 垂直極化波對理想導體平面的斜入射
7.4.2 平行極化波對理想導體平面的斜入射
本章小結
習題
第8章 導行電磁波
8.1 導行波的傳輸特性
8.1.1 導行波的波動方程
8.1.2 TEM波的傳播特性
8.1.3 TE、TM波的傳播特性
8.2 矩形波導
8.2.1 矩形波導中TE波的解
8.2.2 矩形波導中TM波的解
8.2.3 矩形波導中波的傳播特性
8.3 矩形波導中的TM10波
8.3.1 TE10模的場分布
8.3.2 TE10模的傳輸特性
8.3.3 矩形波導壁TM10模的電流分布
本章小結
習題
第9章 電磁波的輻射
9.1 電磁波的輻射條件
9.2 電基本振子的輻射
9.2.1 電基本振子的電磁場
9.2.2 電基本振子的近區(qū)電磁場
9.2.3 電基本振子的遠區(qū)電磁場
9.3 磁基本振子的輻射
9.4 發(fā)射天線的電參數(shù)
9.4.1 方向性函數(shù)和方向圖
9.4.2 方向性系數(shù)
9.4.3 輻射效率
9.4.4 增益
9.4.5 輸入阻抗
9.4.6 極化
9.5 線天線與線天線陣
9.5.1 對稱振子天線
9.5.2 線天線陣原理
9.6 電磁場仿真工具在天線設計中的應用
9.6.1 現(xiàn)代電磁場仿真工具的介紹
9.6.2 天線仿真實例
本章小結
習題
附錄
附錄Ⅰ 重要矢量分析公式
附錄Ⅱ 第3章例題MATLAB程序
附錄Ⅲ 電磁場理論的物理量及單位
習題參考答案
參考文獻