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第1章 矢量分析 1

1.1 矢量代数 1

1.1.1 矢量与标量 1

1.1.2 矢量的代数运算 2

1.2 矢量的通量与散度 4

1.2.1 矢量的通量 4

1.2.2 矢量的散度 5

1.3 矢量的旋度 7

1.3.1 旋度 7

1.3.2 斯托克斯定理 9

1.4 标量场的梯度 12

1.5 亥姆霍兹定理 13

习题1 15

第2章 静电场 17

2.1 电荷与库仑定律 17

2.1.1 电荷 17

2.1.2 电荷守恒定律 18

2.1.3 库仑定律 19

2.1.4 连续带电体的电荷分布描述 21

2.2 电场与电场强度 22

2.2.1 电场 22

2.2.2 电场强度 23

2.2.3 电场线 24

2.2.4 电场强度通量 25

2.3 电场强度的计算 26

2.3.1 点电荷的电场强度 26

2.3.2 电场强度叠加原理 26

2.3.3 电荷连续分布带电体的电场强度 29

2.3.4 高斯定理 31

2.4 电势与电势差 34

2.4.1 静电场力做功与静电场环路定理 34

2.4.2 电势 36

2.4.3 电势的计算 36

2.4.4 电势差 38

2.4.5 等势面 39

2.4.6 电势梯度 40

2.5 静电场中的导体 41

2.5.1 导体的静电平衡 41

2.5.2 导体表面电荷分布 43

2.5.3 静电屏蔽 44

2.6 电容器的电容 45

2.6.1 孤立导体的电容 45

2.6.2 电容器的电容 46

2.6.3 电容器的串并联 47

2.6.4 电容器中储存的能量 48

2.7 静电场中的电介质 49

2.7.1 介质的电结构及其分类 49

2.7.2 电介质的极化 50

2.7.3 电极化强度 51

2.7.4 介质中的静电场 52

2.7.5 介质中的高斯定理 53

2.7.6 静电场的能量 54

习题2 54

第3章 恒定电场 58

3.1 电流与电流密度 58

3.1.1 电流 58

3.1.2 电流密度 58

3.2 电流的连续性方程 60

3.3 欧姆定律与焦耳定律 60

3.3.1 欧姆定律 60

3.3.2 焦耳定律 61

3.4 恒定电流的基本方程 62

3.5 恒定电场与静电场的比拟 63

3.6 电导与接地电阻 64

习题3 66

第4章 稳恒电流的磁场 67

4.1 基本磁现象 67

4.1.1 基本磁现象 67

4.1.2 磁感应强度 68

4.1.3 磁感应线和磁通量 69

4.2 毕奥-萨伐尔定律 70

4.2.1 毕奥-萨伐尔定律 70

4.2.2 毕奥-萨伐尔定律的应用 71

4.3 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理 73

4.3.1 稳恒磁场的高斯定理 74

4.3.2 安培环路定理 74

4.3.3 安培环路定理的应用 75

4.4 带电粒子在匀强磁场中的运动 78

4.4.1 洛伦兹力 78

4.4.2 带电粒子在匀强磁场中的运动 79

4.4.3 霍尔效应 80

4.5 磁场对载流导线和载流线圈的作用 81

4.5.1 安培定律 81

4.5.2 磁场对载流线圈的作用 82

4.6 磁介质及磁介质中的安培环路定理 84

4.6.1 磁介质的磁化 84

4.6.2 磁化电流 85

4.6.3 磁介质中的安培环路定理 86

4.7 电感 88

4.7.1 自感 88

4.7.2 互感 89

4.7.3 磁场的能量 90

习题4 91

第5章 时变电磁场 95

5.1 电磁感应现象 95

5.2 楞次定律 96

5.3 法拉第电磁感应定律 97

5.4 位移电流 99

5.5 麦克斯韦方程 100

5.6 时变电磁场的边界条件 101

5.6.1 H的边界条件 101

5.6.2 E的边界条件 102

5.6.3 B的边界条件 102

5.6.4 D的边界条件 103

5.7 坡印廷定理 106

习题5 107

第6章 平面电磁波 110

6.1 波动方程 110

6.2 平面电磁波 111

6.3 均匀平面波的传播特性 113

6.3.1 理想介质中传播的均匀平面波的基本性质 113

6.3.2 导电媒质中的平面波 115

6.4 电磁波的极化 117

6.5 平面分界面的垂直入射 120

6.5.1 理想导体平面分界面的垂直入射 120

6.5.2 对理想介质平面分界面的垂直入射 122

6.6 平面电磁波向平面边界的斜入射 124

6.6.1 波矢量k 124

6.6.2 平行极化波对理想导体平面的斜入射 125

6.6.3 垂直极化波对理想导体平面的斜入射 125

6.6.4 理想介质表面的斜入射 126

6.6.5 垂直极化波对理想介质分界面的斜入射 127

6.6.6 全反射和全折射 128

6.7 电磁波的色散和群速度 128

6.7.1 电磁波的色散 128

6.7.2 电磁波的群速度 129

习题6 131

第7章 电磁波辐射与天线 133

7.1 电磁振荡 133

7.2 电磁波的产生和传播 134

7.3 滞后位 136

7.4 电偶极子的辐射 137

7.5 天线的基本概念和技术参数 139

7.6 接收天线 141

习题7 142

第8章 电磁场与电磁波的应用 144

8.1 示波管 144

8.1.1 电子枪 144

8.1.2 偏转系统 145

8.1.3 荧光屏 145

8.1.4 示波管的电源要求 145

8.2 喷墨打印机 146

8.3 静电复印机 147

8.4 质谱仪 149

8.5 回旋加速器 151

8.6 电磁炉 152

8.7 电磁波谱及应用 153

8.7.1 电磁波谱的分类 153

8.7.2 电磁波谱的传播 154

8.8 通信 157

8.8.1 微波通信 157

8.8.2 卫星通信 158

8.8.3 移动通信 159

8.9 电磁干扰 160

8.9.1 电磁干扰的种类 160

8.9.2 电磁干扰三要素 160

8.9.3 干扰源分类 161

8.9.4 电磁干扰传播途径 161

8.9.5 电磁干扰的抑制 162

习题8 163

附录 164

附录1 圆柱坐标系 164

附录2 球坐标系 165

附录3 有关物理常数 166

参考文献 167