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译者的话 1

序言 1

第1章 电磁场理论概述 1

1.1 引言 1

1.2 场的概念 2

2.8 一个标函数的梯度 3

1.3 矢量分析 3

1.4 微分和积分表示法 4

1.5 静态场 5

1.6 时变场 6

1.7 时变场的应用 7

1.8 数值解 8

1.9 进一步研究 8

2.2.1 标量 10

2.2.2 矢量 10

第2章 矢量分析 10

2.1 引言 10

2.2 标量和矢量 10

2.3.3 矢量乘以标量 11

2.3.2 矢量减法 11

2.3.1 矢量加法 11

2.3 矢量运算 11

2.3.4 两矢量的乘积 12

2.4 坐标系 14

2.4.1 直角坐标系 14

2.4.2 圆柱坐标系 17

2.4.3 球坐标系 20

2.5 标量场和矢量场 23

2.6 长度、面和体的微分元 25

2.6.1 直角坐标系 25

2.6.2 圆柱坐标系 25

2.6.3 球坐标系 26

2.7 线、面和体积分 26

2.7.1 线积分 27

2.7.2 面积分 28

2.7.3 体积分 29

2.9 矢量场的散度 32

2.10 矢量场的旋度 35

2.11 拉普拉斯算子 40

2.12 若干定理和电磁场的分类 41

2.12.1 格林定理 41

2.12.2 唯一性定理 41

2.12.3 场的分类 42

2.13 矢量恒等式 43

2.14 摘要 44

2.15 复习题 46

2.16 习题 47

第3章 静电场 51

3.1 引言 51

3.2 库仑定律 51

3.3 电场强度 53

3.4 电通(量)和电通(量)密度 58

3.4.1 电通量的定义 59

3.4.2 高斯定律 59

3.5 电位 61

3.6 电偶极子 64

3.7 电场中的物质 66

3.7.1 电场中的导体 66

3.7.2 电场中的电介质 68

3.7.3 电场中的半导体 72

3.8 电场中的储能 73

3.9 边界条件 76

3.9.1 ？的法向分量 76

3.9.2 ？的切向分量 77

3.10 电容器和电容 79

3.11 泊松方程和拉普拉斯方程 82

3.12 镜像法 85

3.13 摘要 88

3.14 复习题 90

3.15 习题 92

第4章 恒定电流 98

4.1 引言 98

4.2 电流的性质和电流密度 98

4.2.1 传导电流 98

4.2.2 运流电流 99

4.2.3 运流电流密度 99

4.2.4 传导电流密度 100

4.3 导体的电阻 102

4.4 电流连续性方程 103

4.5 弛豫时间 107

4.6 焦耳定律 108

4.7 二极管中的恒定电流 110

4.8 电流密度的边界条件 112

4.9 ？和？之间的类比关系 114

4.10 电动势 117

4.11 摘要 119

4.12 复习题 121

4.13 习题 121

第5章 静磁场 126

5.1 引言 126

5.2 毕奥--萨伐尔定律 126

5.3 安培力定律 130

5.4 磁转矩 133

5.5 磁场的磁通(量)和高斯定律 136

5.6 磁矢位 138

5.7 磁场强度与安培环路定律 140

5.8 磁性材料 143

附录A 史密斯圆图及其应用 149

5.9 磁标位 149

5.10 磁场的边界条件 150

5.10.1 ？场法向分量的边界条件 150

5.10.2 ？场切向分量的边界条件 151

5.11 磁场中的能量 153

5.12 磁路 154

5.13 摘要 161

5.14 复习题 162

5.15 习题 164

第6章 静态场的应用 169

6.1 引言 169

6.2 带电粒子的偏转 169

6.3 阴极射线示波器 170

6.4 喷墨打印机 172

6.5 矿物的分选 173

6.6 静电发电机 175

6.7 静电电压表 176

6.8 磁分离器 177

6.9 磁偏转 177

6.10 回旋加速器 180

6.11 选速器与质谱仪 181

6.12 霍尔效应 182

6.13 磁流体发电机 184

6.15 直流电动机 185

6.14 电磁泵 185

6.16 摘要 187

6.17 复习题 188

6.18 习题 189

第7章 时变电磁场 191

7.2 运动电动势 191

7.1 引言 191

7.3 法拉第感应定律 194

7.4 麦克斯韦方程(法拉第定律) 197

7.5 自感 200

7.6 互感 203

7.7 耦合线圈的互感 206

7.7.1 串联相接 206

7.7.2 并联相接 207

7.8 磁场中的能量 208

7.8.1 单个线圈 208

7.8.2 耦合线圈 209

7.9 由安培定律导出麦克斯韦方程 211

7.10 由高斯定律导出麦克斯韦方程 213

7.11.1 麦克斯韦方程 214

7.11 麦克斯韦方程与边界条件 214

7.11.2 结构方程 215

7.11.3 边界条件 215

7.12 坡印亭定理 218

7.13 时间简谐场 221

7.13.1 相量型式的麦克斯韦方程 223

7.13.2 相量型式的边界条件 223

7.13.3 相量型式的坡印亭定理 223

7.14 电磁场的应用 226

7.14.1 变压器 226

7.14.2 自耦变压器 230

7.14.3 电子回旋加速器 232

7.15 摘要 234

7.16 复习题 235

7.17 习题 236

第8章 平面波的传播 242

8.1 引言 242

8.2 一般波动方程 242

8.3 介质中的平面波 243

8.3.1 前向行波 245

8.3.2 后向行波 247

8.3.3 无界电介质 247

8.4 自由空间中的平面波 250

8.5 导电媒质中的平面波 251

8.6 良导体中的平面波 256

8.7 良介质中的平面波 258

8.8 波的极化 260

8.8.1 线极化波 260

8.8.3 圆极化波 261

8.8.2 椭圆极化波 261

8.9 平面边界上的垂直入射均匀平面波 263

8.9.1 导体-导体分界面 263

8.9.2 介质-介质分界面 267

8.9.3 介质-完全导体分界面 268

8.9.4 介质-导体分界面 271

8.10 平面边界上的斜入射 273

8.10.1 垂直极化 273

8.10.2 平行极化 282

8.11 摘要 285

8.12 复习题 286

8.13 习题 287

第9章 传输线 290

9.1 引言 290

9.2 平行板传输线 291

9.2.1 平行板传输线的参数 294

9.2.2 平行板传输线的等效电路 296

9.3 以发送端和接收端变数表示的电压与电流 300

9.4 输入阻抗 302

9.4.1 四分之一波长线 304

9.4.2 半波长线 304

9.5 沿传输线上不连续点的反射 308

9.6 传输线的驻波 310

9.7 具有并联短截线的阻抗匹配 315

9.8 具有不完全材料的传输线 316

9.8.1 波动方程 317

9.8.2 电压与电流的关系式 319

9.9 传输线中的瞬变(现象) 320

9.9.1 时域中的传输线方程 321

9.9.2 无损耗传输线的瞬变响应 321

9.9.3 格子图 326

9.10 趋肤效应与电阻 331

9.11 摘要 334

9.12 复习题 336

9.13 习题 337

第10章 波导与谐振腔 341

10.1 引言 341

10.2 直角坐标中的波动方程 342

10.3 横磁(TM)模 345

10.3.1 截止频率以下的工作状况 347

10.3.2 截止频率以上的工作状态 348

10.3.3 TM模式的功率流 349

10.4 横电(TE)模 352

10.4.1 低于截止频率工作 354

10.4.2 高于截止频率工作 355

10.4.3 TE模式的功率流 356

10.5 波导损耗 358

10.5.1 完全介质与有限电导率壁 358

10.5.2 非完全介质与完全导体壁 360

10.6 谐振腔 362

10.6.1 横磁(TM)模 362

10.6.2 横电(TE)模 363

10.6.3 品质因数 365

10.7 摘要 367

10.8 复习题 368

10.9 习题 369

第11章 天线 372

11.1 引言 372

11.2 位函数的波动方程 373

11.3 赫兹偶极子 376

11.3.1 近区场 377

11.3.2 辐射场 377

11.3.3 辐射电阻 379

11.3.4 方向增益和方向性 379

11.4 磁偶极子 380

11.5 短偶极子天线 383

11.6 半波偶极子天线 384

11.7 天线阵 386

11.8 线性阵列 389

11.9 天线的效率 392

11.10 接收天线和弗利斯公式 393

11.11 雷达系统 395

11.13 复习题 397

11.12 摘要 397

11.14 习题 398

第12章 电磁场计算机辅助分析 401

12.1 引言 401

12.2 有限差分法 401

12.2.1 边界条件 403

12.2.2 有限差分方程的迭代解 405

12.3 有限单元法 407

12.4 矩量法 413

12.5 摘要 415

12.6 复习题 416

12.7 习题 416

A.2 史密斯圆图 419

A.1 引言 419

A.3 用史密斯圆图求VSWR 425

A.4 用史密斯圆图求阻抗的导纳 425

A.5 用并联短截线的阻抗匹配 426

A.6 习题 428

附录B 各种问题的计算机程序 429

B.1 例12.3的计算机程序 429

B.2 例12.5的计算机程序 431

B.3 例12.6的计算机程序 438

B.4 例12.7的计算机程序 447

附录C 应用数学公式表 451

C.1 级数简表 451

C.2 三角恒等式表 451

C.3 不定积分表 452

C.4 一部分定积分表 455