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1 概述 1

1.1 电磁场与电磁波的发展历程 1

1.2 场的概念及场量表达 1

1.3 微分和积分的运用 3

1.4 解析解与数值解 4

2 矢量分析 6

2.1 矢量及矢量场 6

2.2 矢量的代数运算 8

2.3 矢量的标积与矢积 8

2.4 常用坐标系中的矢量场 9

2.5 标量场的方向导数与梯度 13

2.6 矢量场的通量与散度 16

2.7 矢量场的环量、旋度与斯托克斯定理 19

2.8 格林定理 23

2.9 亥姆霍兹定理 24

2.10 小结 27

思考题 29

习题 30

3 静电场 32

3.1 库仑定律与电场强度 32

3.2 静电场的基本方程 36

3.3 电位 39

3.4 静电场中的导体与介质 43

3.5 静电场的边界条件 47

3.6 静电场的边值问题 49

3.7 电容和部分电容 61

3.8 电场能量与静电力 64

3.9 静电场的应用 68

3.10 小结 71

思考题 73

习题 73

4 恒定电流场 76

4.1 电流和电流密度 76

4.2 电动势 80

4.3 恒定电流场方程 82

4.4 恒定电流场的边界条件 86

4.5 焦耳定律 88

4.6 恒定电流场与静电场的比拟 89

4.7 恒定电流场的应用 91

4.8 小结 94

思考题 95

习题 96

5 恒定磁场 99

5.1 磁感应强度 99

5.2 矢量磁位 103

5.3 真空中的磁场方程 107

5.4 媒质的磁化 110

5.5 媒质中的恒定磁场方程 113

5.6 恒定磁场的边界条件 115

5.7 标量磁位 117

5.8 磁路 118

5.9 电磁感应定律 123

5.10 电感 126

5.11 磁场能量 129

5.12 磁场力 132

5.13 恒定磁场的应用 134

5.14 小结 136

思考题 140

习题 142

6 时变电磁场 146

6.1 位移电流 146

6.2 麦克斯韦方程 148

6.3 时变电磁场的边界条件 150

6.4 位函数及其方程求解 152

6.5 能流密度矢量 156

6.6 时变电磁场的唯一性定理 159

6.7 正弦时变电磁场 160

6.8 麦克斯韦方程和位函数的复矢量形式 162

6.9 复能流密度矢量 163

6.10 时变电磁场的应用 164

6.11 小结 165

思考题 168

习题 169

7 平面电磁波 171

7.1 波动方程 171

7.2 理想介质中的均匀平面波 173

7.3 导电媒质中的均匀平面波 177

7.4 电磁波的群速 182

7.5 平面波的极化 183

7.6 均匀平面波垂直投射到两种媒质的分界面 185

7.7 平面波垂直投射多层媒质中 188

7.8 任意方向传播的平面波 192

7.9 平面波斜投射到两种理想介质的分界面 195

7.10 平面波斜投射到两种导电媒质的分界面 201

7.11 平面波斜投射到理想导体表面 203

7.12 等离子体中的平面波 205

7.13 在铁氧体中的平面波 209

7.14 电磁波的应用 211

7.15 小结 214

思考题 218

习题 219

8 导行电磁波 224

8.1 导波系统中的电磁波 224

8.2 TEM波传输线 227

8.3 无损耗传输线 229

8.4 矩形波导的传播特性 230

8.5 矩形波导中的TE10波 236

8.6 圆波导的传播特性 239

8.7 导波系统中的传输功率与损耗 244

8.8 谐振腔 247

8.9 同轴线 251

8.10 导行波的应用 252

8.11 小结 253

思考题 254

习题 255

9 电磁辐射 257

9.1 电流元的辐射场 257

9.2 发射天线的特性 261

9.3 对称天线的辐射场 263

9.4 天线阵辐射 266

9.5 电流环辐射 269

9.6 对偶原理 272

9.7 镜像原理 274

9.8 互易原理 277

9.9 惠更斯原理 280

9.10 电磁辐射的应用 282

9.11 小结 288

思考题 290

习题 290

部分习题参考答案 292

附录A 物理量的符号、单位及量纲 306

附录B SI单位制中用于构成十进制倍数和分数的常用词头名称及其符号 308

附录C 物理常数 309

附录D 希腊字母读音 311

参考文献 312