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第1章 电磁场的基本规律 1

1.1 静电场的基本定律与方程 1

1.1.1 电荷与电荷密度 1

1.1.2 库仑定律与电场强度 2

1.1.3 真空中静电场的基本方程 5

1.1.4 介质的极化 7

1.1.5 介质中静电场的基本方程 8

1.2 恒定电场的基本分析 10

1.2.1 电流与电流密度 10

1.2.2 电流连续性方程 11

1.2.3 恒定电场的基本方程 11

1.3 恒定磁场的基本定律与方程 12

1.3.1 安培定律和磁感应强度 12

1.3.2 真空中恒定磁场的基本方程 15

1.3.3 物质的磁化 18

1.3.4 介质中恒定磁场的基本方程 19

1.4 电磁感应定律和位移电流 21

1.4.1 法拉第电磁感应定律 22

1.4.2 位移电流 23

1.5 麦克斯韦方程组与边界条件 25

1.5.1 麦克斯韦方程组 25

1.5.2 电磁场的边界条件 26

习题 29

第2章 静态电磁场 32

2.1 静电场的电位 32

2.1.1 静电场电位简介 32

2.1.2 空间电荷的电位 33

2.1.3 静电位的微分方程 33

2.2 导体系统的电容 34

2.2.1 两导体间的电容 34

2.2.2 部分电容 35

2.3 静电场的能量 37

2.3.1 静电场能量的计算方法 37

2.3.2 静电力 40

2.4 稳恒电场和稳恒电流场 41

2.4.1 稳恒电场的基本方程和边界条件 41

2.4.2 稳恒电场的电位 42

2.4.3 解稳恒电流场的静电比拟法 43

2.5 磁矢位 44

2.5.1 磁矢位简介 44

2.5.2 磁矢位的微分方程及其解 44

2.5.3 磁矢位的边界条件 45

2.5.4 利用磁矢位计算磁场 46

2.6 磁标位 48

2.7 电感 48

2.7.1 自感系数和互感系数 48

2.7.2 互感系数和自感系数的计算 49

2.8 磁场的能量和力 51

2.8.1 电流回路系统的能量 51

2.8.2 磁场的能量 53

2.8.3 磁场力 54

习题 55

第3章 静态场边值问题及其解 58

3.1 唯一性定理 58

3.2 镜像法 59

3.2.1 点电荷对无限大导体平面的镜像 60

3.2.2 点电荷对介质平面的镜像 62

3.2.3 电流对铁板平面的镜像 63

3.2.4 点电荷对导体球的镜像 64

3.2.5 导体圆柱面的镜像 66

3.3 分离变量法 68

3.3.1 直角坐标系中的分离变量 69

3.3.2 圆柱坐标系中的分离变量 70

3.3.3 球坐标系中的分离变量 71

3.4 有限差分法 72

习题 77

第4章 正弦平面电磁波 79

4.1 电磁场的波动方程 79

4.2 电磁能量和能量守恒定律 80

4.3 时谐电磁场的复数表示 82

4.3.1 时谐场的复数表示 82

4.3.2 复数形式的麦克斯韦方程 84

4.3.3 复数形式的波动方程 84

4.3.4 平均坡印亭矢量 85

4.4 无界理想介质中的均匀平面波 86

4.4.1 亥姆霍兹方程的平面波解 86

4.4.2 理想介质中均匀平面波的传播 87

4.5 导电媒质中的均匀平面波 91

4.5.1 导电媒质中的波动方程 92

4.5.2 导电媒质中均匀平面波的传播特性 92

4.5.3 媒质导电性能对电磁波的影响 94

4.6 电磁波的极化特性 96

4.7 波的相速和群速 99

习题 100

第5章 均匀平面波的反射与透射 103

5.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射 103

5.1.1 导电媒质分界面的垂直入射 103

5.1.2 理想导体分界面的垂直入射 105

5.1.3 理想介质分界面的垂直入射 109

5.2 均匀平面波对多层平面分层介质的垂直入射 112

5.3 均匀平面波对分界平面的斜入射 115

5.3.1 垂直极化 115

5.3.2 平行极化 121

习题 124

第6章 电磁辐射 125

6.1 电偶极子的辐射 125

6.1.1 电偶极子的近区场 126

6.1.2 电偶极子的远区场 127

6.2 对偶性原理与磁偶极子天线的辐射 129

6.2.1 对偶性原理 129

6.2.2 磁偶极子天线的辐射 131

6.3 天线的辐射特性和基本参数 132

6.4 常用的线天线 136

6.4.1 对称天线 136

6.4.2 引向天线 138

6.4.3 螺旋天线 138

6.5 天线阵与方向图相乘原理 140

6.6 面天线基础 141

6.6.1 惠更斯原理 141

6.6.2 平面口径的辐射 143

习题 145

附录A 电磁场与电磁波常用公式及单位换算 148

参考文献 152