电磁场与电磁波 第2版PDF电子书下载

第1章 矢量分析与场论基础 1

1.1标量场和矢量场 1

1.1.1标量和矢量 1

1.1.2标量场和矢量场 2

1.2矢量运算 3

1.2.1标量积和矢量积 3

1.2.2三重积 4

1.3常用正交坐标系 4

1.3.1三种常用坐标系 4

1.3.2三种坐标系之间的相互转换 7

1.4标量场的梯度 8

1.4.1方向导数 8

1.4.2标量场的梯度 9

1.5矢量场的通量与散度 10

1.5.1矢量场的通量 10

1.5.2矢量场的散度 11

1.5.3散度定理 12

1.6矢量场的环量与旋度 13

1.6.1矢量场的环量 13

1.6.2矢量场的旋度 14

1.6.3斯托克斯定理 15

1.7拉普拉斯算符及其运算 15

1.8亥姆霍兹定理 16

1.8.1散度、旋度的比较 16

1.8.2亥姆霍兹定理 16

本章小结 17

习题 18

第2章 电磁感应 20

2.1电荷及电荷守恒定律 21

2.1.1电荷及电荷密度 21

2.1.2电荷守恒定律 21

2.2电流及电流连续性方程 22

2.2.1电流及电流密度 22

2.2.2电流连续性方程 23

2.3库仑定律与电场强度 24

2.3.1库仑定律 24

2.3.2电场强度 25

2.3.3电位函数 26

2.4高斯定理和电通量密度 27

2.4.1电通量密度 27

2.4.2高斯定理 28

2.5欧姆定律和焦耳定律的微分形式 29

2.5.1欧姆定律的微分形式 29

2.5.2电阻 30

2.5.3焦耳定律的微分形式 32

2.6电介质中的电场及电位移矢量 32

2.6.1电介质的极化 33

2.6.2电位移矢量 35

2.7毕奥-萨伐定律及磁感应强度 36

2.7.1安培磁力定律 36

2.7.2毕奥-萨伐定律及磁感应强度 37

2.8法拉第电磁感应定律 38

2.8.1法拉第电磁感应定律的积分形式 38

2.8.2法拉第电磁感应定律的微分形式 40

本章小结 40

习题 42

第3章 时变电磁场 44

3.1位移电流与全电流定律 45

3.1.1安培环路定律 45

3.1.2位移电流及全电流安培环路定律 47

3.2麦克斯韦方程组 48

3.2.1麦克斯韦方程组 48

3.2.2结构方程和限定形式的麦克斯韦方程组 49

3.2.3时变电磁场与复数形式的麦克斯韦方程组 50

3.2.4时变电磁场的应用 51

3.3时变电磁场的边界条件 52

3.4坡印廷定理与坡印廷矢量 57

3.4.1坡印廷定理 57

3.4.2坡印廷矢量及其复数形式 58

3.5动态矢量位和标量位 58

3.5.1动态矢量位和标量位的引入 59

3.5.2动态矢量位和标量位方程 59

3.5.3达朗贝尔方程及罗伦兹规范 60

本章小结 60

习题 61

第4章 平面电磁波基础 63

4.1波动方程 63

4.2理想介质中的均匀平面波 65

4.2.1平面波的场 65

4.2.2均匀平面波的参数 67

4.2.3均匀平面波的传播特性 67

4.2.4沿任意方向传播的均匀平面波 69

4.3有耗媒质中的均匀平面波 69

4.3.1有耗媒质中平面波的传播特性 69

4.3.2趋肤效应 71

4.3.3工程应用 72

4.4电磁波的极化 74

4.4.1线极化 74

4.4.2圆极化 74

4.4.3椭圆极化 75

4.4.4电磁波极化特性的工程应用 76

4.5色散和群速 77

4.5.1色散现象与群速 77

4.5.2相速与群速的关系 78

本章小结 79

习题 80

第5章 平面电磁波的反射与透射 82

5.1平面波向平面分界面的垂直入射 83

5.1.1平面波向理想导体的垂直入射 83

5.1.2平面波向理想介质的垂直入射 85

5.2平面波对理想介质的斜入射 88

5.2.1相位匹配条件和Snell定律 88

5.2.2垂直极化波的斜入射 90

5.2.3平行极化波的斜入射 91

5.3平面波对理想导体的斜入射 92

5.3.1垂直极化波的斜入射 92

5.3.2平行极化波的斜入射 93

5.4平面波的全透射与全反射 94

5.4.1全透射 94

5.4.2全反射 94

本章小结 95

习题 96

第6章 导行电磁波 98

6.1微波及导波装置简介 99

6.1.1微波简介 99

6.1.2常用导波装置介绍 100

6.2电磁波在均匀导波装置中传播的一般规律 101

6.2.1波动方程与电磁场量表达式 101

6.2.2导行波的传播模式 102

6.2.3基本参数 103

6.3矩形波导中波的参量和特性 105

6.3.1 TM波的电磁场分量 105

6.3.2 TE波的电磁场分量 107

6.3.3矩形波导的传播特性 108

6.4沿矩形波导的单模传输 110

6.4.1单模传输条件 110

6.4.2矩形波导中的TE10波 111

6.5矩形波导中的能量传输与损耗 112

6.5.1矩形波导的传输功率 112

6.5.2矩形波导中电磁波的传播损耗 113

6.6圆柱波导中波的特性简介 115

6.6.1圆柱波导中的TE波 116

6.6.2圆波导中的TM波 117

6.7矩形波导谐振腔的工作原理 118

6.7.1谐振频率 119

6.7.2谐振腔的品质因数 120

本章小结 120

习题 123

第7章 电磁波的辐射 125

7.1滞后位 125

7.2电流元的辐射 126

7.2.1电流元的近区场 128

7.2.2电流元的远区场 128

7.2.3辐射功率和辐射电阻 129

7.3天线 129

7.3.1天线的基本参数 130

7.3.2天线的分类 131

7.3.3对称振子和天线阵 132

7.3.4其他类型天线简介 136

本章小结 137

习题 138

第8章 静态场分析与应用 140

8.1静电场的分析与应用 141

8.1.1静电场的基本方程及边界条件 141

8.1.2电容 148

8.1.3静电场的能量及能量密度 149

8.1.4静电场的应用 152

8.2恒定磁场的分析与应用 153

8.2.1恒定磁场的基本方程及其边界条件 154

8.2.2电感 158

8.2.3磁场能量和磁能密度 162

8.2.4恒定磁场的应用 165

8.3恒定电场分析与应用 167

8.3.1恒定电场的基本方程及边界条件 167

8.3.2静电场与恒定电场的比拟 171

8.3.3恒定电场的应用 172

本章小结 173

习题 174

第9章 静态场的解 178

9.1概述 178

9.1.1边值问题及分类 178

9.1.2唯一性定理 180

9.2镜像法 181

9.2.1静电场中的镜像法 181

9.2.2电轴法 185

9.3分离变量法 189

9.3.1直角坐标系中的分离变量法 189

9.3.2圆柱坐标系中的分离变量法 192

9.3.3球坐标系中的分离变量法 196

9.4有限差分法 199

9.4.1有限差分法概述 199

9.4.2二维泊松方程的差分离散化 200

9.4.3边界条件的离散化 201

9.4.4差分方程组的求解 206

本章小结 208

习题 209

附录A部分习题参考答案 212

附录B常用矢量公式 216

附录C希腊字母读音表 218

附录D量和单位 219

参考文献 223