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电磁场与电磁波理论基础


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电磁场与电磁波理论基础
  • 书号：9787030261373
    作者：曹建章
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：16
  • 页数：340
    字数：504
    语种：中文
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2016-06-06
  • 所属分类：0808 电气工程
  • 定价： ￥59.00元
    售价： ￥46.61元
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　　本书是作者多年来从事电磁场与电磁波课程教学成果的总结。全书共分11章：第1章是电磁场与电磁波的数学基础———矢量分析和场论；第2～4章为静态场，包括静电场、恒定电流与恒定电场、恒定电流的磁场；后7章为时变场，包括时变电磁场、无界空间平面电磁波的传播、平面电磁波的反射与透射、电磁波在各向异性介质中的传播、传输线、电磁波在波导中的传播和电磁波的辐射与接收。鉴于光电新技术的迅速发展，本书在取材的深度和广度上充分考虑到现代前沿科学领域的知识内容。
　　本书内容翔实，重点突出，概念清晰，数学推导严谨、层次分明，在内容上作适当取舍可作为不同层次、不同电类专业和光电类专业的本科生教材，同时也可作为研究生的教学参考书。
　　本书是作者多年来从事电磁场与电磁波课程教学成果的总结。全书共分11章：第1章是电磁场与电磁波的数学基础———矢量分析和场论；第2～4章为静态场，包括静电场、恒定电流与恒定电场、恒定电流的磁场；后7章为时变场，包括时变电磁场、无界空间平面电磁波的传播、平面电磁波的反射与透射、电磁波在各向异性介质中的传播、传输线、电磁波在波导中的传播和电磁波的辐射与接收。鉴于光电新技术的迅速发展，本书在取材的深度和广度上充分考虑到现代前沿科学领域的知识内容。
　　本书内容翔实，重点突出，概念清晰，数学推导严谨、层次分明，在内容上作适当取舍可作为不同层次、不同电类专业和光电类专业的本科生教材，同时也可作为研究生的教学参考书。
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目录

  • 丛书序
    序
    前言
    第1章　矢量分析和场论基础
    1.1　标量和矢量
    1.2　矢量的运算
    1.2.1　直角坐标系中矢量的表示
    1.2.2　矢量的运算
    1.3　标量场和矢量场
    1.4　特殊正交曲线坐标系
    1.4.1　直角坐标系
    1.4.2　圆柱坐标系
    1.4.3　球坐标系
    1.5　场论
    1.5.1　数量场的等值面和矢量场的矢量线
    1.5.2　标量场的梯度和方向导数
    1.5.3　矢量场的通量和散度
    1.5.4　矢量场的环量和旋度
    1.5.5　符号说明
    1.6　拉普拉斯算子
    1.7　电磁场的分类和亥姆霍兹定理
    习题一
    第2章　静电场
    2.1　库仑定律和电场强度
    2.1.1　库仑定律
    2.1.2　电场强度
    2.2　电位
    2.2.1　电位的定义
    2.2.2　点电荷的电位
    2.2.3　连续分布电荷的电位
    2.2.4　电场与电位的关系
    2.3　电偶极子的电场
    2.4　物质的电特性
    2.4.1　介质的极化及极化强度
    2.4.2　极化电荷产生的电位
    2.5　静电场的基本方程
    2.5.1　静电场的通量和散度
    2.5.2　静电场的环量和旋度
    2.5.3　静电场的基本方程
    2.6　泊松方程与拉普拉斯方程
    2.7　分界面的边界条件
    2.7.1　D的法向分量
    2.7.2　E的切向分量
    2.7.3　静电场边界条件小结
    2.8　导体系统的电容
    2.8.1　两导体电容
    2.8.2　部分电容
    2.9　电场能量
    2.9.1　电场能量
    2.9.2　能量密度
    2.10　静电场边值问题
    2.10.1　边值问题的分类
    2.10.2　唯一性定理
    2.10.3　镜像法
    2.10.4　分离变量法
    习题二
    第3章　恒定电流与恒定电场
    3.1　电流与电流密度
    3.1.1　电流强度的概念
    3.1.2　电流密度
    3.2　欧姆定律和焦耳定律
    3.2.1　材料的电导率
    3.2.2　欧姆定律
    3.2.3　电动势
    3.2.4　电阻
    3.2.5　焦耳定律
    3.3　恒定电场的基本方程
    3.3.1　电流连续性方程
    3.3.2　恒定电场的基本方程
    3.4　恒定电场的边界条件
    习题三
    第4章　恒定电流的磁场
    4.1　恒定磁场的实验定律
    4.1.1　安培定律
    4.1.2　毕奥唱萨伐尔定律
    4.2　恒定磁场的散度和通量
    4.2.1　磁通密度矢量的散度
    4.2.2　恒定磁场通量
    4.3　恒定磁场的环量和旋度
    4.3.1　环量
    4.3.2　旋度
    4.4　矢量磁位
    4.4.1　矢量磁位
    4.4.2　矢量泊松方程
    4.5　磁偶极子
    4.6　物质的磁特性
    4.6.1　介质的磁化和磁化强度
    4.6.2　介质磁化产生的矢量磁位
    4.6.3　磁介质中的安培环路定律
    4.7　恒定磁场的基本方程
    4.8　恒定磁场的边界条件
    4.8.1　法向分量的边界条件
    4.8.2　切向分量的边界条件
    4.9　电感
    4.9.1　自感
    4.9.2　互感
    4.10　磁场能量
    习题四
    第5章　时变电磁场
    5.1　时变电磁场的环量和旋度及通量和散度
    5.1.1　法拉第电磁感应定律——时变电场的环量和旋度
    5.1.2　全电流定律——时变磁场的环量和旋度
    5.1.3　时变电磁场的通量和散度
    5.2　时变电磁场的基本方程——麦克斯韦方程组和物质方程
    5.3　介质分界面上的边界条件
    5.3.1　介质分界面上的边界条件
    5.3.2　理想介质分界面上的边界条件
    5.3.3　理想导体分界面上的边界条件
    5.4　坡印亭定理和坡印亭矢量
    5.4.1　坡印亭定理
    5.4.2　坡印亭矢量
    5.5　波动方程
    5.5.1　无源导电介质中的齐次波动方程
    5.5.2　无源理想介质中的齐次波动方程
    5.5.3　有源理想介质中的非齐次波动方程
    5.5.4　位函数波动方程
    5.6　时谐电磁场
    5.6.1　时谐量的复数表示
    5.6.2　麦克斯韦方程组的复数形式
    5.6.3　复数形式的物质方程与边界条件
    5.6.4　复坡印亭矢量和平均坡印亭矢量
    5.6.5　复介电常数和复磁导率
    5.6.6　复矢量波动方程——矢量亥姆霍兹方程
    5.7　电磁波谱
    5.7.1　波数、频率和波长
    5.7.2　电磁波谱
    习题五
    第6章　无界空间平面电磁波的传播
    6.1　理想介质中的平面电磁波
    6.1.1　亥姆霍兹方程的平面波解
    6.1.2　理想介质中均匀平面电磁波的基本特性
    6.1.3　平面电磁波的能量和能流密度
    6.2　有耗介质和良导体中的平面电磁波
    6.2.1　有耗介质中的平面电磁波
    6.2.2　良导体中的平面波
    6.3　波的极化
    6.3.1　线极化波
    6.3.2　圆极化波
    6.3.3　椭圆极化波
    习题六
    第7章　平面电磁波的反射与透射
    7.1　平面电磁波对分界平面的垂直入射
    7.1.1　理想介质与理想导体分界平面的垂直入射
    7.1.2　理想介质与理想介质分界平面的垂直入射
    7.2　平面电磁波对理想介质分界平面的斜入射
    7.2.1　垂直极化波
    7.2.2　平行极化波
    7.3　反射系数、透射系数随入射角的变化特性
    7.3.1　全反射与倏逝波
    7.3.2　全透射
    7.3.3　反射系数和透射系数随入射角变化的实例分析
    7.4　反射率和透射率
    7.5　平面电磁波在分层介质中的反射和透射
    7.5.1　用法向阻抗、有效导纳表达反射和透射系数
    7.5.2　单层介质薄膜的反射和透射
    7.5.3　多层介质薄膜的反射和透射
    习题七
    第8章　电磁波在各向异性介质中的传播
    8.1　晶体的介电张量和折射率椭球
    8.1.1　晶体的介电张量
    8.1.2　折射率椭球
    8.1.3　折射率ne随方向的变化
    8.2　光波在晶体中的传播
    8.2.1　各向异性介质中的单色平面波
    8.2.2　相速度和光线速度
    8.2.3　菲涅耳法线方程
    8.2.4　单轴晶体中光波的传播特性
    8.2.5　单轴晶体中的折射率曲面和光波面
    8.3　光波在晶体表面的反射和透射
    8.3.1　光波在晶体表面上的反射和透射定律
    8.3.2　菲涅耳作图法
    8.3.3　惠更斯作图法
    习题八
    第9章　传输线
    9.1　传输线方程及其解
    9.1.1　传输线方程
    9.1.2　传输线方程的解
    9.2　无损耗传输线上的行驻波、反射系数与输入阻抗
    9.2.1　行驻波
    9.2.2　反射系数
    9.2.3　输入阻抗
    9.2.4　始端输入阻抗
    9.2.5　均匀传输线的参数分布
    9.3　传输线的工作状态分析
    9.3.1　短路线
    9.3.2　开路线
    9.3.3　匹配传输线
    9.3.4　阻抗负载传输线
    9.4　无损传输线的功率
    9.5　史密斯圆图
    9.5.1　史密斯圆图的参数方程
    9.5.2　史密斯圆图的构成
    9.5.3　阻抗圆图的应用
    习题九
    第10章　电磁波在波导中的传播
    10.1　矩形金属波导中的电磁波
    10.1.1　矩形波导横截面内场分量之间的关系
    10.1.2　矩形波导横截面内纵向场分量的解
    10.1.3　矩形波导中电磁波传播的模式
    10.1.4　TE波和TM波
    10.1.5　矩形波导的传输特性
    10.1.6　矩形波导中的TE10模
    10.1.7　矩形波导的传输功率及尺寸选择
    10.2　圆柱形金属波导中的电磁波
    10.2.1　圆波导横截面内场分量之间的关系
    10.2.2　圆波导横截面内纵向场分量的解
    10.2.3　圆波导中电磁场传播的模式
    10.2.4　圆波导的传输特性
    10.2.5　圆波导的三个主要传输模式
    10.3　圆柱形介质波导——阶跃型光纤
    10.3.1　光纤横截面内纵向场分量的解
    10.3.2　光纤中电磁场传播的模式分类及本征值方程
    10.3.3　弱导光纤的截止特性
    10.3.4　弱导光纤的单模传输条件
    10.3.5　弱导光纤的主模
    习题十
    第11章　电磁波的辐射与接收
    11.1　位函数波动方程的解——滞后位
    11.2　基本振子的辐射
    11.2.1　电基本振子
    11.2.2　磁基本振子
    11.3　天线的辐射特性
    11.4　对称振子天线与天线阵的概念
    11.4.1　对称振子天线
    11.4.2　天线阵的概念
    11.4.3　均匀直线式天线阵
    11.5　接收天线的有效面积
    11.6　雷达的概念
    11.6.1　微波雷达
    11.6.2　激光雷达
    习题十一
    附录
    附录A　符号、物理量及单位
    附录B　常用材料的电磁常数
    附录C　基本物理常数和基本国际单位
    附录D　常用矢量恒等式
    附录E　贝塞尔函数和勒让德函数
    参考文献
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