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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BSI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