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第1章　场论基础1

1.1　场的概念及其表示法2

1.1.1 场的分类2

1.1.2　矢量场的基本运算2

1.1.3　常用正交坐标系3

1.2　场的性质和描述6

1.2.1　场域性质6

1.2.2　场点性质10

1.3　梯度、散度和旋度的比较17

1.4　常用恒等式和公式18

1.5　亥姆霍兹定理19

思考题20

习题21

第2章 电磁实验定律和场量基本方程23

2.1　源量的定义和定律24

2.1.1 电荷和电荷分布24

2.1.2 电流和电流密度25

2.1.3 电荷守恒定律与电流连续性方程26

2.2　静止电荷的实验定律27

2.2.1　库仑和库仑定律的建立27

2.2.2　库仑定律和电场强度29

2.2.3　静电场基本方程30

2.3　稳恒电流的实验定律33

2.3.1　安培和安培定律的建立33

2.3.2　安培定律和磁感应强度34

2.3.3　静磁场基本方程36

2.4　时变电流的实验定律38

2.4.1　法拉第和法拉第电磁感应定律的建立38

2.4.2　法拉第电磁感应定律39

思考题41

习题41

第3章　静态场45

3.1　辅助位和辅助位方程46

3.1.1　静电场的标量电位和标量电位方程46

3.1.2　静磁场的矢量磁位和矢量磁位方程49

3.2　介质中的静态场——辅助场量方程52

3.2.1 电介质中的静电场52

3.2.2　磁介质中的静磁场56

3.3　导体中的静态场——稳恒电流场和稳恒电场方程61

3.3.1　导体的传导性和欧姆定律61

3.3.2　导体的能量损耗和焦耳定律62

3.3.3　含源电流回路的电源电动势63

3.3.4　稳恒电流场和稳恒电场方程64

3.4　静态场中的导体65

3.4.1　电容和电容器65

3.4.2　电感和电感器68

3.4.3　电阻和电阻器70

3.5　静态场的边界条件71

3.5.1　静电场的边界条件72

3.5.2　静磁场的边界条件73

3.5.3　稳恒电流场和稳恒电场的边界条件75

3.6　静态场的能量76

3.6.1　静电场的能量76

3.6.2　静磁场的能量79

3.7　静态场的计算方法82

3.7.1　静态场的分布型问题82

3.7.2　静态场的边值型问题88

3.7.3　直接积分法90

3.7.4　分离变量法91

3.7.5　镜像法96

3.7.6　无源区问题的类比解法97

3.8　静态场的应用100

3.8.1　静电比拟在电解槽中的应用100

3.8.2　带电粒子流的电、磁偏转在喷墨打印机和回旋加速器中的应用101

3.8.3　霍尔效应在磁流体发电机中的应用102

3.8.4　超导现象在磁悬浮技术中的应用103

思考题104

习题105

第4章　动态场109

4.1　静态场方程在时变条件下的推广110

4.1.1　法拉第电磁感应定律的启示——涡旋电场110

4.1.2 问题的提出——位移电流111

4.1.3　动态场基本方程——麦克斯韦方程112

4.2　辅助动态位113

4.2.1 时变电磁场的标量电位和矢量磁位113

4.2.2　时变电磁场动态位的波动方程114

4.3　时变电磁场的边界条件&（u5

4.3.1　边界条件的一般形式115

4.3.2　边界条件的特殊形式115

4.4　时变电磁场的能量、能流和能量守恒定律116

4.4.1　时变电磁场的能量116

4.4.2 时变电磁场的能流——坡印廷矢量116

4.4.3 时变电磁场的能量守恒定律——坡印廷定理117

4.5　时谐电磁场119

4.5.1　时谐电磁场的复数表示法119

4.5.2　时谐电磁场的麦克斯韦方程和本构方程121

4.5.3　时谐电磁场的辅助动态位121

4.5.4 时谐电磁场的复坡印廷定理123

4.6　动态场的应用125

4.6.1 电磁感应在电子感应加速器中的应用125

4.6.2 电磁屏蔽在电磁兼容技术中的应用126

4.6.3　瞬变电磁场在雷达中的应用——冲激脉冲雷达128

4.7　麦克斯韦和麦克斯韦理论建立的意义129

4.7.1　麦克斯韦生平简介129

4.7.2　麦克斯韦理论的建立过程129

4.7.3　麦克斯韦理论的意义131

思考题132

习题132

第5章　电磁波的传播135

5.1　一般波动方程136

5.2　无界均匀媒质中平面电磁波的传播137

5.2.1　理想介质中的平面电磁波137

5.2.2　导电媒质中的平面电磁波142

5.2.3　任意方向传播的均匀平面电磁波148

5.2.4　平面电磁波的极化149

5.3　有界均匀媒质中平面电磁波的传播153

5.3.1　不同理想介质平面边界上入射的均匀平面电磁波153

5.3.2　理想介质和理想导体平面边界上入射的均匀平面电磁波161

5.4　无线电波的传播166

5.4.1　无线电波传播概论166

5.4.2　地波传播169

5.4.3　天波传播170

5.4.4　空间波传播172

5.5　电磁波传播的应用174

5.5.1　极化技术在目标识别中的应用174

5.5.2　反射特性在对流层散射通信中的应用175

第6章 电磁波的传输181

6.1　传输线概述182

6.2　导行电磁波的一般传输特性分析184

6.2.1　纵向场量法185

6.2.2　各类导波模式的一般传输特性187

6.3　矩形波导中导行电磁波的传输特性190

6.3.1　导波模式的横场分布特性190

6.3.2　导波模式的纵场传输特性194

6.3.3　导波主模式的传输特性195

6.4　其他导波系统简介199

6.4.1 圆形波导199

6.4.2 同轴波导200

6.4.3　微带线和类微带线202

6.4.4　介质波导和光波导206

6.5　微波传输线210

6.5.1　一般传输线方程211

6.5.2　传输波的传输特性215

6.5.3　传输线的工作状态216

6.5.4　传输线的阻抗匹配221

6.6　电磁波传输的应用224

6.6.1　数字微波通信在军事上的应用225

6.6.2　卫星通信在全球卫星定位系统中的应用226

6.6.3　光纤通信传输系统在全光网络通信技术中的应用227

6.6.4　宽带传输技术在多媒体通信中的应用229

思考题230

习题232

第7章　电磁波的辐射235

7.1　赫兹和赫兹实验236

7.2　振荡偶极子的辐射237

7.2.1　滞后位237

7.2.2　振荡电偶极子（赫兹偶极子）的辐射238

7.2.3　振荡磁偶极子的辐射241

7.3　天线的电参量243

7.3.1　方向性图、主瓣宽度和副瓣电平243

7.3.2　方向性系数、效率和增益系数244

7.3.3　输入阻抗和辐射阻抗245

7.4　线形天线246

7.4.1　对称振子天线246

7.4.2　引向天线249

7.4.3　宽频带天线250

7.4.4　螺旋天线251

7.4.5　旋转场天线252

7.4.6　槽隙天线254

7.4.7　微带天线255

7.5　面形天线257

7.5.1　面形天线辐射场的分析方法257

7.5.2　惠更斯面元的辐射257

7.5.3　喇叭天线260

7.5.4　抛物面天线261

7.5.5　双反射面天线262

7.6　天线阵263

7.6.1　方向性相乘原理264

7.6.2　常见二元阵天线265

7.6.3　直线阵天线266

7.7　电磁波辐射的应用269

7.7.1　方向性相乘原理在相控阵天线中的应用269

7.7.2　智能天线在移动通信系统中的应用270

7.7.3 电磁辐射在电子战中的应用272

7.7.4　电磁辐射在生物电磁学中的应用273

思考题274

习题275

第8章　综论277

8.1 电磁理论的进展与科技发展的关系278

8.2　对场本质的探索与认识进程279

8.3　场源、场量和媒质的相互作用规律和转化关系280

8.4　电磁定律、定理和方程的推演关系283

8.5　理解、分析和计算场问题的重要方法284

附录A　重要矢量公式286

附录B　常用坐标系的变换关系286

附录C　梯度、散度、旋度和拉普拉斯的常用坐标表示式288

部分习题参考答案290

参考文献295