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第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2电磁场理论的模型、方法和体系 2

1.2.1基本模型 2

1.2.2静态场的理论体系 4

1.2.3时变电磁场的理论体系 10

1.2.4理论的学习 13

第二章 矢量分析与场论基础 15

2.1标量场和矢量场 15

2.2三种正交坐标系 16

2.2.1直角坐标系 16

2.2.2圆柱坐标系 17

2.2.3球坐标系 18

2.2.4位置矢量和距离矢量 20

2.3矢量的代数运算 21

2.4标量场的梯度 22

2.4.1标量场的等值面 22

2.4.2标量场的梯度 22

2.5矢量场的散度 25

2.5.1矢量场的场图 25

2.5.2矢量场的通量与散度 26

2.5.3散度定理 28

2.5.4拉普拉斯算子 29

2.6矢量场的旋度 31

2.6.1矢量场的环量与旋度 31

2.6.2斯托克斯定理 34

2.7亥姆霍兹定理 35

2.8狄拉克函数 36

2.8.1狄拉克函数的定义 36

2.8.2狄拉克函数的应用 37

2.8.3亥姆霍兹定理的证明 39

习题 41

第三章 静电场 43

3.1自由空间中的静电场基本方程 43

3.1.1库仑定律与叠加原理 43

3.1.2电荷的分布形式 45

3.1.3电场强度 47

3.1.4自由空间中的静电场基本方程 50

3.2电位及其方程 54

3.2.1电位的引入 54

3.2.2电位的方程 57

3.2.3电场的图形显示 60

3.3物质中的静电场 63

3.3.1“自由空间”的物理图像 63

3.3.2导体与静电场 64

3.3.3电介质与静电场 65

3.3.4物质中的静电场基本方程 67

3.3.5媒质分界面条件 70

3.3.6基本方程中电荷形式的再讨论 77

3.4静电场边值问题 78

3.4.1边值问题 78

3.4.2解的唯一性定理 83

3.4.3镜像法 86

3.5电容 101

3.5.1两导体之间的电容 102

3.5.2多导体之间的部分电容 103

3.6电场能量与电场力 107

3.6.1电场能量 107

3.6.2能量密度 108

3.6.3电场力 109

3.6.4虚位移法 110

习题 113

第四章 恒定电场 120

4.1恒定电场的电流和电源 120

4.1.1电流及电流密度 120

4.1.2电流密度与电场强度的关系（欧姆定律的微分形式） 122

4.1.3传导电流的热效应（焦耳定律的微分形式） 123

4.1.4电源与电动势 123

4.2恒定电场的基本方程 125

4.2.1电流连续性方程 125

4.2.2恒定电场的基本方程 126

4.2.3媒质分界面上的连续性条件 127

4.3导电媒质中的恒定电场与静电场的比拟 130

4.4电导与电阻 131

4.4.1电导与漏电导 131

4.4.2部分电导 134

4.4.3接地电阻 135

4.4.4跨步电压 137

习题 138

第五章 恒定磁场 141

5.1恒定磁场的基本方程 141

5.1.1磁感应强度和毕奥-沙伐定律 141

5.1.2磁通连续性原理和安培环路定理 144

5.1.3媒质的磁化 146

5.1.4安培环路定理的一般形式 149

5.1.5媒质分界面上的边界条件 152

5.2矢量磁位 154

5.2.1矢量磁位的引入 154

5.2.2矢量磁位的边值问题 160

5.3标量磁位 165

5.4镜像法 168

5.5电感 171

5.5.1自感和互感 171

5.5.2内自感和外自感的计算 172

5.5.3互感的计算 175

5.6磁场能量和磁场力 176

5.6.1磁场能量 176

5.6.2磁场力 179

习题 182

第六章 静态场的边值问题 188

6.1静态电磁场的数学模型 188

6.1.1边值问题 188

6.1.2静电场与恒定电场的场域边界条件 190

6.1.3恒定磁场的场域边界条件 194

6.2求解边值问题的方法概述 198

6.3分离变量法 200

6.3.1直角坐标系中的分离变量法 200

6.3.2圆柱坐标系中的分离变量法 205

6.4有限差分法 211

习题 217

第七章 时变电磁场基本方程 220

7.1麦克斯韦方程组 220

7.1.1电磁感应定律和全电流定律 220

7.1.2时变电磁场方程组 227

7.1.3时谐场中的复数表示 231

7.2分界面上的边界条件 234

7.2.1边界条件的一般形式 234

7.2.2理想导体的边界条件 235

7.3无源空间的电磁场方程 236

7.3.1波动方程组 236

7.3.2波动方程组的复数表示 237

7.4位函数表示的电磁场方程 238

7.4.1动态位 238

7.4.2动态位方程组（达朗贝尔方程）及推迟项的意义 241

7.4.3动态位方程组的复数表示 244

7.5电磁场能量守恒定律（坡印亭定律） 245

7.5.1坡印亭定律 246

7.5.2坡印亭定律的复数形式 249

7.6定解条件与唯一性定理 251

习题 252

第八章 低频电磁场——准静态场 255

8.1准静态场方程 255

8.1.1电准静态场方程 256

8.1.2磁准静态场方程 257

8.1.3准静态场的数学含义 259

8.2低频电磁场的近似 261

8.2.1准静态近似 261

8.2.2高阶近似 266

8.3集总参数电路近似 269

8.3.1器件近似——元件的端口特性 270

8.3.2基本规律近似——基尔霍夫定律 270

8.3.3忆阻器——第四个电路器件 273

8.4集肤效应和交流阻抗 274

8.4.1集肤效应 275

8.4.2交流阻抗 278

8.5三相输电线的似静场 280

8.5.1三相输电线的等效电荷 280

8.5.2三相输电线的电场 281

8.5.3三相输电线的磁场 284

习题 284

第九章 高频电磁场——电磁波 286

9.1波与媒质电磁特性 286

9.1.1波与频率 286

9.1.2媒质电磁特性 287

9.2电磁波的定向传播 291

9.2.1定向传播的波动方程 291

9.2.2波形 297

9.2.3波速 301

9.2.4传播特性 304

9.3无界空间中的均匀平面电磁波 309

9.3.1均匀平面电磁波 309

9.3.2均匀平面电磁波的正入射 314

9.3.3等离子体中的均匀平面电磁波 316

9.4波导与传输线 318

9.4.1矩形波导 319

9.4.2平板波导 324

9.4.3同轴传输线 329

9.4.4传输线理论基础 329

9.5辐射 335

9.5.1电偶极子产生的时变电磁场 336

9.5.2磁偶极子产生的时变电磁场 338

9.5.3近场和远场 339

9.5.4 LC电路与偶极振子 343

9.6电磁辐射干扰与电磁屏蔽 344

9.6.1电磁干扰 344

9.6.2辐射耦合 344

9.6.3电磁屏蔽 345

习题 348

附录 349

附录A主要矢量运算式及微分算子运算式 349

附录B电磁学的量和单位 351

部分习题答案 353

参考文献 361