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目录 1

第1章光与电磁波的关系 1

1.1 电磁波的分类 1

1.2 电磁波的发生 3

1.3 电磁波应用系统 6

1.3.1 广播、通信系统 6

1.3.2 能源应用系统 7

1.3.3 激光应用系统 7

1.4 本书的学习方法 7

第2章 电磁波的基本性质 9

2.1 麦克斯韦方程 9

2.1.1 位置矢量和矢量函数 9

2.1.2 法拉第电磁感应定律 10

2.1.3 安培环路定律 11

2.1.4结构方程 12

2.1.5 位移电流 13

2.1.6连续方程（电荷守恒定律） 14

2.2 波动方程 16

2.2.1 矢量波动方程 16

2.2.2标量波动方程 17

2.3 电磁波是横波 18

2.3.1 波动方程的解 18

2.3.2 平面波中的电场和磁场的关系 21

2.4 电磁波的偏振 22

2.5 电磁波的能量传输 27

练习题 28

第3章 电磁波在空间及介质中的传播 29

3.1 电磁波的分类 29

3.1.1 直角坐标系中的平面波传输 30

3.1.2 圆柱坐标系中的圆柱波传输 31

3.1.3球坐标系中的球面波传输 33

3.2.1 边界条件 36

3.2 电磁波在介质分界面上的反射和透射 36

3.2.2 电介质分界面的反射和透射 37

3.2.3金属分界面的反射 41

3.2.4 全反射现象和布儒斯特角 43

3.2.5 反射率（电力反射系数）、透射率（电力透射系数） 44

3.3 光的空间传播 46

3.4 电波的空间传播 50

练习题 51

第4章 电磁波的干涉和衍射 53

4.1 双波引起的干涉 53

4.1.1 干 涉 53

4.1.2 干涉方法 54

4.1.3 干涉的数学处理方式 56

4.2 单层介质膜的干涉 59

4.3.1 时间相干性 61

4.3 相干性 61

4.3.2 空间相干性 63

4.4 衍射 63

4.4.1衍射公式的推导 64

4.4.2 傍轴近似 65

4.5 简单的衍射图案 68

4.5.1 单缝衍射 68

4.5.2 双缝衍射 69

4.5.3 圆孔衍射 71

4.6 实 例 72

练习题 72

第5章电波传输线 75

5.1 电波传输线的基本理论 75

5.1.1 传输线的种类 75

5.1.2模式和传播速度 76

5.1.3 同一传输线中的电磁场基本公式 77

5.2.1 平行平板波导的模式 78

5.2 平行平板波导 78

5.2.2TEM模 80

5.2.3TE模 80

5.2.4TM模 81

5.2.5 物理性质 82

5.2.6相速度和群速度 83

5.3 波导及微带线 84

5.3.1 矩形波导的TE模和TM模 85

5.3.2 圆波导的TE模和TM模 87

5.3.3 波导的低阶模衰减 88

5.3.4微带线 89

5.4 传输线的分布参数电路分析 90

5.4.1传输线分布参数的计算 90

5.4.2反射波和驻波 93

5.4.3 阻抗和史密斯图表 93

5.5.1 电抗元件 95

5.5 微波电路元件 95

5.5.2 谐振器 96

5.5.3定向耦合器 97

5.6 微波应用系统 99

5.6.1 雷 达 99

5.6.2移动电话 101

练习题 102

第6章光的传输线 105

6.1 光波导传输理论 105

6.1.1 光波导 105

6.1.2光波导的光（射）线分析（平板介质光波导） 107

6.2 光纤传输理论 109

6.2.1 近似标量波动方程式的推导 109

6.2.2标量近似法分析阶跃形光纤导波模 111

6.2.3光纤的传播速度 116

6.3.1微小光学器件 119

6.3 光学器件 119

6.3.2 纤维型光学器件 121

6.3.3集成光学器件 125

6.4 光纤应用系统 128

6.4.1 多波长光通信系统 128

6.4.2光纤陀螺仪 129

练习题 131

第7章电波的辐射和天线 133

7.1 电波的辐射 133

7.1.1 赫兹对称振子的电波辐射 133

7.1.2基本电流源的辐射 135

7.1.3 对称振子线天线的辐射 138

7.1.4 直线阵天线的辐射 140

7.1.5 开口面天线的辐射 142

7.2.1辐射方向性 144

7.2.2辐射阻抗和输入阻抗 144

7.2 天线的基本特性参量 144

7.2.3功率增益 146

7.2.4 有效长度、有效高度 147

7.2.5接收天线特性 148

7.3 常用天线 149

7.3.1 长、中波天线 149

7.3.2短波天线 151

7.3.3微波天线 153

7.3.4便携电话天线 155

练习题 157

附录 159

1 基本物理常数表 159

2 10进倍数和分数单位的词头 159

3 直角坐标系中的公式 160

4 圆柱坐标系中的公式 160

5 球坐标系中的公式 161

练习题简答 163

参考文献 179