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《電磁場理論基礎》

	作者: 牛中奇朱滿座盧智遠路宏敏 ISBN: 7-5053-6423-5/TN1433 出版社:電子工業出版社字數： 582千字開本： 16 訂價： 29.0 元出版日期: 2001-01-01
內容簡介: 　　本教材是在經多屆使用的電子信息類教材的基礎上，結合新的教學大綱修訂成書。內容涉及矢量分析與場論；靜電場、恒定電場和恒定磁場的基本概念和性質；靜態場的解；時變電磁場的基本規律、波動本性、邊值問題；電磁波輻射的基本理論以及電磁波(場)的相關應用問題。 　　本教材的編寫特點是內容體系連接緊湊；理論敘述深入淺出；公式及定理推導嚴謹準確；習題及應用問題具體實用。本書教學時數以60～８０學時為宜。
前言 : 　　本書是在近年編印并采用多屆的講義的基礎上修改編寫而成的，擬作為電子工程、通信工程、電子信息技術、應用電子技術和生物醫學工程等本科專業的教材，作適當取舍也可作為其他相關專業的教材或參考書。依據各專業的特點及其所開設的先導課程和后續課程情況，教學時數以60～80學時較為適宜。 　　在編寫本教材的過程中試圖持這樣的主導思想：（1）注意內容體系的連接，通過閱讀本書使讀者便于建立較完整的電磁場理論體系構架；（2）在對基本的電磁規律進行較嚴格推導的同時，特別注意對解決問題思路的體現和對導出結論的深入定性說明，力求使整體內容在具有較嚴謹的理性邏輯的同時又顯得較易理解；（3）在敘述概念、闡明定理、分析結論時，力求使問題的提出、解決有一定的實際工程基礎；（4）力求使所選擇的例題和習題成為加深理解相關概念、增強運用理論知識解決實際問題的補充和輔助；（5）增設了電磁場理論應用問題的章節，著重對其在若干領域的應用背景、內容、現狀和前景作了簡介，以作為對關注電磁場理論應用讀者的引導。 　　全書共十章。第１章為矢量分析與場論，本著簡明扼要和實用的原則，提出場的概念，對標量場、矢量場進行微分、積分描述，給出常用的定理、公式和恒等式，最后引出亥姆霍茲定理以作為電磁場理論問題的解得以確定的基礎。第２、３章闡述靜態場遵從的基本規律和它們的性質，論述中，較多地運用矢量分析和場論的方法，較多地運用微分形式，較多地關注邊界條件，較多地進行理性推導。由于恒定電場和恒定磁場分別是導電媒質中恒定電流場的原因和結果，并考慮到二者又是與運動電荷相關的場的兩個側面，因而將其同歸于第3章。第4章為靜態場的解，基于前述的三種靜場的輔助位函數可歸結為同類別的邊值問題，因而可采用同樣的方法求解，故將靜態場問題的求解單列于這一章。第5、6章介紹時變電磁場遵從的基本規律和波動本性，闡述平面電磁波在無界均勻、線性、各向同性和各向異性媒質中的傳播特性和傳播規律。第7、8章討論時變電磁場的邊值問題，前者介紹平面電磁波在無限大平面媒質界面上的反射和折射，后者介紹導行電磁波的場分布和傳輸特征，以及電磁場在諧振腔內的場分布和諧振特征。第9章討論電磁波輻射的基本理論，著重介紹電偶極子的輻射特征，同時介紹振子天線的相關知識，以便為不開設天線后續課程的讀者提供進一步了解和自學電磁波輻射的基礎。第10章簡單介紹電磁波（場）的相關應用問題，主要涉及電磁兼容、電波傳播、工業應用和生物電磁學，不能說電磁波（場）的應用領域僅限于此，只想給有興趣致力于電磁波（場）應用的讀者以啟發。正文之后有附錄，其中列出了常用的矢量恒等式。每章之后附有習題，各習題參考答案統列于書末。 　　本書第1、4章和第10章第10.2節及附錄由朱滿座執筆，第2、3章和第10章第10.4節由牛中奇執筆，第5、6、9章和第10章第10.1節由路宏敏執筆，第7、8章和第10章第10.3節由盧智遠執筆。書稿由牛中奇統編。 　　西安交通大學的傅君眉教授和北京郵電大學的焦其祥教授對書稿作了仔細認真地審閱并提出了中肯而寶貴的意見和建議；西安電子科技大學原電磁場理論教研室的各位老師對本書的編寫給予了大力支持和幫助；原系辦公室主任李林老師對本書的編寫做了大量的事務性工作；電子工業出版社的盧先河博士對本書的出版進行了悉心地策劃，陳曉莉負責本書的編輯，在此，對他們辛勤而卓有成效的勞動表示誠摯的謝意! 　　張輝、李文成、高昕、楊芳、王文芳、杜娟和閻靜做了習題和部分草稿的錄入工作，在此也一并致謝。 　　由于編者水平所限，缺憾、錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。
目錄:
第1章矢量分析與場論 　1．1矢量分析 　　1.1.1矢性函數 　　1.1.2矢性函數的求導與積分 　1．2場的基本概念 　　1.2.1場的定義 　　1.2.2數量場的等值面 　　1.2.3矢量場的矢量線 　1．3數量場的梯度 　1．4矢量場的通量及散度 　　1.4.1通量 　　1.4.2散度 　1．5矢量場的環量及旋度 　　1.5.1環量定義 　　1.5.2環量面密度 　1.5.3旋度 　1．6亥姆霍茲定理 　　1.6.1矢量場的分類 　　1.6.2亥姆霍茲定理 　1．7圓柱坐標系和球坐標系 　　1.7.1圓柱坐標系 　1.7.2球坐標系 　習題  第2章靜電場 　2．1電荷 　2．2庫侖定律、電場強度 　　2.2.1庫侖定律 　　2.2.2電場強度 　2．3靜電場的基本方程 　　2.3.1高斯定理、靜電場的散度 　　2.3.2環路定理、靜電場的旋度 　　2.3.3靜電場的基本方程 　2．4電位、泊松方程和拉普拉斯方程 　　2.4.1電位函數的引入 　　2.4.2電荷產生的電位 　　2.4.3電場中一點的電位 　　2.4.4泊松方程和拉普拉斯方程 　2．5電偶極子的電場 　2．6電介質中的場方程 　　2.6.1介質的極化 　　2.6.2極化介質的電位 　　2.6.3介質中的場方程 　　2.6.4介電常數 　2．7靜電場的邊界條件 　　2.7.1電位移矢量的邊界條件 　　2.7.2電場強度的邊界條件 　　2.7.3界面兩側電場強度的方向關系  　　2.7.4靜電場的邊界條件小結 　　2.7.5電位φ的邊界條件 　2．8靜電場中的導體、導體系統的電容 　　2.8.1電位系數 　　2.8.2電容器、電容 　　2.8.3電容系數 　　2.8.4部分電容 　2．9靜電場的能量 　　2.9.1點電荷系統的靜電能 　　2.9.2分布電荷系統的靜電能 　　2.9.3導體帶電系統的靜電能 　　2.9.4靜電場的能量密度 　2．10電場力　　2.10.1虛位移法要點 　　2.10.2有一位移d〖WTHX〗r〖WTBZ〗　　　　　而電量q不變的情況 　　2.10.3有一位移d〖WTHX〗r〖WTBZ〗　　　　　而電位φ不變的情況 　習題  第3章恒定電場和恒定磁場 　3．1恒定電場的基本概念 　　3.1.1電流強度和電流密度 　　3.1.2歐姆定律和焦耳定律 　　3.1.3電流的連續性方程、恒定電場的　　　　　散度　　3.1.4電動勢、恒定電場的旋度 　3．2恒定電場的基本方程和邊界條件 　3．3恒定電場與靜電場的比擬 　3．4磁場、磁感應強度 　　3.4.1安培定律 　　3.4.2磁感應強度、畢奧—薩伐爾定律　3．5恒定磁場的基本方程 　　3.5.1磁通的連續性原理 　　3.5.2安培環路定律 　　3.5.3恒定磁場的基本方程 　3．6矢量磁位 　　3.6.1矢量磁位的引入 　　3.6.2矢量磁位的微分方程 　3．7磁偶極子 　　3.7.1磁偶極子產生的矢量磁位和磁感　　　　　應強度 　　3.7.2外場中的磁偶極子 　3．8磁介質中的場方程　　3.8.1磁介質的磁化 　　3.8.2磁化媒質產生的磁場 　　3.8.3磁場強度 　　3.8.4磁導率 　　3.8.5磁介質中恒定磁場的基本方程 　3．9恒定磁場的邊界條件　　3.9.1磁感應強度的邊界條件 　　3.9.2磁場強度的邊界條件 　　3.9.3磁場強度或磁感應強度在界面兩　　　　　側的方向關系 　3．10標量磁位 　　3.10.1標量磁位 　　3.10.2恒定磁場與靜電場的比擬 　3．11電感 　　3.11.1自感 　　3.11.2互感 　　3.11.3電感的計算方法 　3．12恒定磁場的能量 　　3.12.1恒定電流系統的磁場能 　　3.12.2恒定磁場的能量密度 　3．13磁場力 　　3.13.1電流不變情況下的磁場力 　　3.13.2磁鏈不變情況下的磁場力 　習題  第4章靜態場的解 　4．1邊值問題的分類 　4．2唯一性定理 　　4.2.1格林公式 　　4.2.2唯一性定理 　4．3鏡像法 　　4.3.1平面鏡像法 　　4.3.2球面鏡像法 　　4.3.3圓柱面鏡像法 　　4.3.4介質平面鏡像法 　4．4直角坐標系中的分離變量法 　4．5圓柱坐標系中的分離變量法 　4．6球坐標系中的分離變量法 　4．7復變函數法 　　4.7.1復電位 　　4.7.2用復電位解二維邊值問題 　　4.7.3保角變換 　4．8格林函數法 　　4.8.1靜電邊值問題的格林函數法表示　　　　　式 　　4.8.2簡單邊界的格林函數 　　4.8.3格林函數的應用 　4．9有限差分法 　　4.9.1差分表示式 　　4.9.2差分方程的數值解法 　習題	第5章時變電磁場 　5.1法拉第電磁感應定律 　5.2位移電流 　5.3麥克斯韋方程組 　　5.3.1麥克斯韋方程組 　　5.3.2麥克斯韋方程的輔助方程本構關系 　　5.3.3羅侖茲力 　5.4時變電磁場的邊界條件 　　5.4.1一般情況 　　5.4.2兩種特殊情況 　5.5時變電磁場的能量與能流 　5.6正弦電磁場 　　5.6.1正弦電磁場的復數表示 　　5.6.2麥克斯韋方程的復數形式 　　5.6.3復坡印廷矢量 　　5.6.4復介電常數與復磁導率 　　5.6.5復坡印廷定理 　5.7波動方程 　5.8時變電磁場的位函數 　習題  第6章平面電磁波 　6.1無耗媒質中的平面電磁波 　　6.1.1無耗媒質中齊次波動方程的均勻平面波解 　　6.1.2均勻平面波的傳播特性 　　6.1.3向任意方向傳播的均勻平面波 　6．2導電媒質中的平面電磁波 　　6.2.1導電媒質中平面電磁波的傳播特性 　　6.2.2穿透深度和表面電阻 　6．3電磁波的極化 　　6.3.1極化的概念 　　6.3.2平面電磁波的極化形式 　　6.3.3電磁波極化特性的工程應用 　6．4電磁波的色散和群速 　　6.4.1色散現象與群速 　　6.4.2群速與相速的關系 　6．5各向異性媒質中的平面電磁波 　　　6.5.1等離子體中的平面電磁波 　　6.5.2鐵氧體中的平面電磁波 　習題  第7章電磁波的反射和折射 　7.1平面電磁波在不同媒質界面上的反射和折射 　　7.1.1反射定律和折射定律 　　7.1.2菲涅爾公式 　7.2平面電磁波向導電媒質界面上的垂直　　　入射 　　7.2.1媒質2為良導體 　　7.2.2媒質2為理想導體 　7.3平面電磁波向理想介質界面上的垂直　　　入射 　　7.3.1介質為兩層理想介質 　　7.3.2向多層介質的垂直入射 　7.4平面電磁波向理想導體界面上的斜入　　　射　　7.4.1入射波電場垂直于入射面 　　7.4.2入射波電場平行于入射面 　7.5平面電磁波向理想介質界面上的斜入　　　射　　7.5.1全透射 　　7.5.2媒質1中的總電磁場 　　7.5.3全反射 　7.6平面電磁波向導電媒質界面上的斜入射　　7.6.1波在導電媒質中的折射 　　7.6.2導電媒質表面的反射 　習題  第8章導行電磁波 　8.1規則波導傳輸的基本理論 　　8.1.1縱向場法 　　8.1.2赫茲矢量法 　8.2矩形波導中的導行電磁波 　　8.2.1矩形波導中的TE模和TM模 　　8.2.2矩形波導內基波的特性 　8.3圓柱形波導中的導行電磁波 　　8.3.1H11波 　　8.3.2E01波 　　8.3.3H01波 　8.4同軸線中的導行電磁波 　　8.4.1TEM波 　　8.4.2〖WTBX〗E波和H〖WTBZ〗波 　8.5諧振腔中的電磁場 　　8.5.1諧振腔的基本參量 　　8.5.2矩形諧振腔 　　8.5.3圓柱形諧振腔 　　8.5.4同軸線諧振腔 　習題第9章電磁波的輻射 　9.1滯后位 　　9.1.1亥姆霍茲積分及輻射條件 　　9.1.2滯后位 　9.2電基本振子的輻射場 　　9.2.1電基本振子的電磁場分布 　　9.2.2電基本振子的電磁場分析 　9.3磁基本振子的輻射場對偶原理 　　　　9.3.1磁基本陣子的輻射場 　　9.3.2對偶原理 　9.4天線的電參數 　　9.4.1輻射方向圖 　　9.4.2輻射效率 　　9.4.3增益系數 　　9.4.4輸入阻抗 　　9.4.5極化形式 　9.5對稱線天線和天線陣的概念 　　9.5.1對稱振子天線 　　9.5.2天線陣的概念 　　9.6面天線的輻射場 　　9.6.1基爾霍夫公式 　　9.6.2口徑面的輻射場 　9.7互易定理 　　9.7.1洛侖茲互易定理 　　9.7.2卡森互易定理 　習題  第10章電磁場與電磁波相關應用問題 　　10.1電磁兼容簡介 　　10.1.1引言 　　10.1.2電磁兼容的定義 　　10.1.3形成電磁干擾的條件 　　10.1.4電磁兼容學科的特點 　　10.1.5電磁兼容學科的研究內容 　10.2電波傳播簡介 　　10.2.1自由空間傳播 　　10.2.2地面波傳播 　　10.2.3天波傳播 　　10.2.4視距傳播 　10.3電磁波的工業應用概況 　　10.3.1微波加熱 　　10.3.2微波檢測 　10.4生物電磁學概況 　　10.4.1生物組織的電磁特性及其測量原　　　　　　則 　　10.4.2生物電磁劑量學 　　10.4.3電磁波的生物學效應 　　10.4.4電磁波的生物學效應機理 　　10.4.5生物電磁學的應用 　附錄常用矢量公式 　習題參考答案 　參考書目

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