電磁場與電磁波

第1章 矢量積分·場方程的積分形式
1.1 三種常用坐標(biāo)系與微分元
1.1.1 常用坐標(biāo)系的回顧
1.1.2 坐標(biāo)變量代換
1.2 標(biāo)量與矢量
1.2.1 標(biāo)量
1.2.2 矢量
1.3 標(biāo)量場與矢量場
1.3.1 按時空變化規(guī)律介紹幾種典型場
1.3.2 幾種標(biāo)量場的數(shù)學(xué)表示
1.3.3 標(biāo)量函數(shù)的坐標(biāo)變換
1.3.4 矢量場的直角分量表示
1.4 矢量的基本代數(shù)運算
1.4.1 矢量的加減運算
1.4.2 矢量的三種乘法運算
1.4.3 混合積與三重矢積簡介
1.4.4 單位矢量
1.5 坐標(biāo)單位矢量·常矢與變矢
1.5.1 坐標(biāo)單位矢量
1.5.2 矢量函數(shù)·常矢與變矢
1.5.3 不同坐標(biāo)單位矢量間的關(guān)系
1.6 源點·場點·矢徑·距離矢量
1.6.1 源點與場點的物理意義
1.6.2 場點與源點的表示方法
1.6.3 距離及其倒數(shù)的近似計算
1.6.4 關(guān)于矢徑r的分量表示式
1.7 矢量函數(shù)的積分
1.7.1 對時間變量的積分
1.7.2 對坐標(biāo)變量的積分
1.8 電磁場的真實源·連續(xù)性方程
1.8.1 真實源與虛擬源
1.8.2 電荷分布的常用物理模型
1.8.3 電流分布的常用物理模型
1.8.4 電量不變性與連續(xù)性方程
1.9 電場·磁場·洛侖茲力
1.9.1 電場對電荷的作用力
1.9.2 磁場對電流的作用力
1.9.3 洛侖茲力公式
1.10 積分形式的麥克斯韋方程組·邊值關(guān)系
1.10.1 位移電流·安培環(huán)路定律被修正
1.10.2 渦旋電場·電磁感應(yīng)定律被推廣
1.10.3 高斯定律·麥克斯韋第三、第四方程
1.10.4 邊值關(guān)系的一般形式
1.10.5 邊值關(guān)系的特殊形式
習(xí)題
第2章 矢量微分·場方程的微分形式
2.1 矢量函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)
2.1.1 矢量函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的計算公式
2.1.2 坐標(biāo)單位矢量的偏導(dǎo)數(shù)
2.1.3 對時間t的偏導(dǎo)數(shù)
2.1.4 對空間坐標(biāo)的偏導(dǎo)數(shù)
2.2 梯度、散度與旋度
2.2.1 梯度
2.2.2 散度
2.2.3 旋度
2.3 拉普拉辛與格林恒等式
2.3.1 拉普拉斯算子
2.3.2 場的圖示法
2.3.3 格林恒等式
2.3.4 場論·亥姆霍茲定理
2.4 微分形式的麥克斯韋方程組
2.4.1 微分形式的麥克斯韋方程組
2.4.2 麥克斯韋方程組的自恰性
2.4.3 麥克斯韋方程組的獨立性
2.4.4 麥克斯韋方程組的適定性
2.5 復(fù)數(shù)形式的麥克斯韋方程組
2.5.1 諧變場量的復(fù)數(shù)表示法
2.5.2 有耗煤質(zhì)·復(fù)電容率
2.5.3 麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式
2.6 電磁能量守恒與轉(zhuǎn)化定律
2.6.1 坡印廷定理
2.6.2 坡印廷定理的復(fù)數(shù)形式
2.6.3 坡印廷矢量的瞬時值與平均值
習(xí)題
第3章 靜態(tài)場與似穩(wěn)電磁場
3.1 靜電場理論
3.1.1 靜電場的基本方程、本構(gòu)關(guān)系、邊值關(guān)系
3.1.2 電位函數(shù)
3.1.3 電偶極子
3.1.4 電能密度·電能·電容
3.2 靜電場計算
3.2.1 已知電荷分布求場強
3.2.2 已知電位或場強求電荷分布
3.3 恒定電場理論和計算
3.3.1 電流密度
3.3.2 恒定電場的基本方程、邊值關(guān)系
3.3.3 電位函數(shù)
3.3.4 恒定電場與靜電場的比較
3.3.5 恒定電場計算舉例
3.4 恒定磁場理論
3.4.1 恒定磁場的基本方程、本構(gòu)關(guān)系、邊值關(guān)系
3.4.2 矢量磁位
3.4.3 磁偶極子
3.4.4 磁能密度·磁能
3.4.5 互感與自感
3.5 恒定磁場計算
3.5.1 已知電流分布，求解磁場
3.5.2 磁能·磁鏈·電感的計算
3.6 似穩(wěn)電磁場
3.6.1 似穩(wěn)場的基本方程
3.6.2 似穩(wěn)場與基爾霍夫定律
3.6.3 應(yīng)用舉例
習(xí)題
第4章 靜態(tài)場問題的解析法
4.1 惟一性定理
4.1.1 邊值型問題的分類
4.1.2 惟一性定理
4.2 鏡像法
4.2.1 靜電場中的鏡像法
4.2.2 恒定磁場中的鏡像法
4.2.3 電軸法
4.2.4 鏡像法小結(jié)
4.3 格林函數(shù)法
4.3.1 格林函數(shù)法的基本思想和解題步驟
4.3.2 泊松方程的基本積分公式
4.3.3 格林函數(shù)法的積分公式
4.3.4 格林函數(shù)法應(yīng)用舉例
4.4 分離變量法
4.4.1 直角坐標(biāo)系中的分離變量法
4.4.2 極坐標(biāo)系中的分離變量
4.4.3 柱坐標(biāo)系中的分離變量法
4.4.4 球坐標(biāo)系中的分離變量法
習(xí)題
第5章 均勻平面電磁波的傳播
5.1 理想介質(zhì)中的均勻平面波
5.1.1 理想介質(zhì)中的波動方程
5.1.2 理想介質(zhì)中均勻平面波解
5.1.3 理想介質(zhì)中均勻平面波的傳播特性
5.1.4 均勻平面波解的推廣
5.2 沿任意方向傳播的均勻平面波
5.2.1 沿X軸方向傳播的均勻平面波
5.2.2 沿y軸方向傳播的均勻平面波
5.2.3 沿任意方向傳播的均勻平面波
5.3 平面電磁波的極化
5.3.1 直線極化
5.3.2 圓極化
5.3.3 橢圓極化
5.4 媒質(zhì)的分類
5.4.1 良導(dǎo)體的條件
5.4.2 媒質(zhì)的分類
5.4.3 導(dǎo)電媒質(zhì)中的場方程
5.5 有耗媒質(zhì)中的均勻平面波
5.5.1 無界有耗媒質(zhì)中波的解
5.5.2 傳播常數(shù)Y和波阻抗η的計算
5.5.3 有耗媒質(zhì)中平面波的傳播特性
5.6 電磁波的傳播速度
5.6.1 相速與視在相速
5.6.2 群速度
5.6.3 能量速度
5.7 磁化等離子體中的平面波
5.7.1 等離子體的宏觀電磁特性
5.7.2 磁化等離子體的張量電容率
5.7.3 磁化等離子體中的平面波
5.8 磁化鐵氧體中的平面電磁波
5.8.1 朗道－栗弗席茲方程
5.8.2 旋磁媒質(zhì)的張量磁導(dǎo)率
5.8.3 旋磁媒質(zhì)中的平面電磁波
習(xí)題
第6章 均勻平面波的反射與折射
6.1 反射定律與折射定律
6.2 對兩種不同媒質(zhì)分界面的垂直入射
6.2.1 均勻平面波垂直入射到理想導(dǎo)體表面
6.2.2 均勻平面波垂直入射到理想介質(zhì)表面
6.2.3 均勻平面波垂直入射到有耗媒質(zhì)表面
6.3 對多層媒質(zhì)分界面的垂直入射
6.3.1 半波長夾層介質(zhì)
6.3.2 1／4波長的涂敷層
6.3.3 消除良導(dǎo)體表面的反射
6.4 對兩種不同煤質(zhì)分界面的斜入射
6.4.1 均勻平面波斜入射到理想介質(zhì)表面
6.4.2 均勻平面波斜入射到導(dǎo)體表面
習(xí)題
第7章 電磁波的輻射
7.1 動態(tài)位與洛侖茲條件
7.1.1 一般時變場的動態(tài)位
7.1.2 諧變場的動態(tài)位
7.2 滯后位
7.3 電偶極子的輻射特性
7.3.1 電偶極子與電流元
7.3.2 矢量磁位A
7.3.3 標(biāo)量電位Ф
7.3.4 赫茲電偶極子的電磁場解
7.3.5 赫茲電偶極子的輻射場
7.3.6 赫茲電偶極子的輻射特性
7.4 方向函數(shù)·方向圖·方向系數(shù)
7.4.1 方向函數(shù)
7.4.2 方向圖
7.4.3 方向系數(shù)
7.5 磁偶極子的輻射特性
7.5.1 磁偶極子與磁偶極矩
7.5.2 矢量磁位
7.5.3 電磁場解
7.5.4 對偶原理
7.5.5 磁偶極子的輻射特性
7.5.6 磁偶極子的輻射功率
7.6 惠更斯元的輻射特性
7.6.1 等效原理
7.6.2 電磁流“十字架”
7.6.3 輻射場解
7.6.4 輻射特性
7.7 對稱振子
7.7.1 結(jié)構(gòu)和輻射場解
7.7.2 半波振子及其電參數(shù)
習(xí)題
第8章 導(dǎo)行電磁波
8.1 廣義均勻傳輸線的場方程
8.1.1 導(dǎo)行波為TE模的情形（Ez＝0）
8.1.2 導(dǎo)行波為TM模的情形（Hz＝0）
8.1.3 導(dǎo)行波為混合模的情形（Ez≠0且hz≠A）
8.1.4 導(dǎo)行波為TEM模的情形（Ez＝0且Hz＝0）
8.2 矩形波導(dǎo)的模式理論
8.2.1 矩形波導(dǎo)中的TM傳輸模
8.2.2 矩形波導(dǎo)中的TE傳輸模
8.2.3 平面波的斜入射與矩形波導(dǎo)中的導(dǎo)行波
8.2.4 矩形波導(dǎo)中的模式簡并現(xiàn)象
8.3 矩形波導(dǎo)的傳輸特性
8.3.1 規(guī)則波導(dǎo)的常用參數(shù)
8.3.2 TE10模的縱向傳輸特性
8.3.3 TE10模的場結(jié)構(gòu)
8.3.4 TE10模與斜入射
8.3.5 波導(dǎo)內(nèi)壁上的面電流
8.3.6 TE10模的損耗估算
8.4 圓形波導(dǎo)
8.4.1 圓波導(dǎo)中的TM模
8.4.2 圓波導(dǎo)中的TE模
8.4.3 圓波導(dǎo)中的TM、TE模的傳輸特性
8.4.4 圓波導(dǎo)中幾種常用模式的場結(jié)構(gòu)
8.5 同軸波導(dǎo)
8.5.1 同軸線上的主模
8.5.2 同軸線上的高次模
習(xí)題
第9章 數(shù)值法初步
9.1 分布型問題的數(shù)值積分法
9.1.1 沿直線的積分問題
9.1.2 平面上的二重積分問題
9.1.3 沿空間曲線的積分問題
9.1.4 曲面上的二重積分問題
9.2 二維場域的有限差分法
9.2.1 差商代替導(dǎo)數(shù)
9.2.2 拉普拉斯方程的有限差分形式
9.2.3 差分網(wǎng)格的劃分
9.2.4 應(yīng)用舉例與計算程序
9.3 二維域上的有限元法
9.3.1 均勻媒質(zhì)中的有限元法
9.3.2 非均勻媒質(zhì)中的有限元法
9.4 矩量法初步——點配法
9.4.1 矩形導(dǎo)電薄板的孤立電容
9.4.2 圓形導(dǎo)電薄板的孤立電容
9.4.3 帶狀線單位長度的電容量
9.5 電磁場理論的局限性
9.5.1 關(guān)于接地的評論
9.5.2 關(guān)于面源的評論
9.5.3 宏觀電磁理論的局限性
習(xí)題
附錄1 必須牢記的若干公式和定理
附錄2 矢量代數(shù)和矢量分析常用公式
附錄3 勒讓德方程與勒讓德多項式
附錄4 貝塞爾方程與貝塞爾函數(shù)
附錄5 狄拉克δ函數(shù)簡介
附錄6 球坐標(biāo)下的散度與旋度
附錄7 二維域有限元法計算公式的證明
附錄8 任意形狀的磁偶極子模型的矢位
附錄9 第一、二類全橢圓積分的計算程序
附錄10 恒等式（4.4.23）的數(shù)字試驗程序
附錄11 恒等式（4.4.64）的數(shù)字試驗程序
附錄12 本征值方程（4.4.76）式求解程序（設(shè)a＝1，k＝b／a＞1）
習(xí)題答案