應用型本科規(guī)劃教材:電磁場與微波

第1章矢量分析與場論

1.1標量、矢量和場

1.1.1標量的概念

1.1.2矢量的概念

1.1.3場的概念

1.2矢量的基本運算

1.2.1矢量的數乘

1.2.2矢量的加法和減法

1.2.3標量積(點積)

1.2.4矢量積(叉積)

1.3三種常用的正交坐標系

1.3.1直角坐標系

1.3.2圓柱坐標系

1.3.3球坐標系

1.3.4三種正交坐標系中的矢量基本運算

1.3.5三種坐標系之間的關系

1.4標量場的梯度

1.4.1標量場的等值面

1.4.2方向導數

1.4.3梯度

1.5矢量場的散度

1.5.1矢量的通量

1.5.2散度

1.6矢量函數的旋度

1.6.1矢量的環(huán)量

1.6.2旋度

1.7格林(Green)定理和亥姆霍茲(Helmholtz)定理

1.7.1格林定理

1.7.2亥姆霍茲定理

本章小節(jié)

習題

第2章靜態(tài)電場與恒定電場

2.1電場強度

2.1.1庫侖定律

2.1.2電場強度和分布電荷之間關系

2.2真空中的靜電場基本方程

2.2.1靜電場的通量

2.2.2靜電場的環(huán)量

2.2.3真空中的靜電場方程

2.3電位

2.3.1電位的概念

2.3.2電場強度與電位的關系

2.3.3電荷與電位的關系

2.4靜電場中的導體與介質

2.4.1靜電場中的導體

2.4.2靜電場中的電介質

2.5介質中的靜態(tài)電場基本方程

2.5.1介質中的高斯定理

2.5.2靜電場的基本方程

2.5.3電荷在導電媒質中的積累

2.6恒定電流和恒定電場

2.6.1電流及其空間分布

2.6.2歐姆定律和焦耳定量

2.6.3電流連續(xù)性方程

2.7邊界條件，唯一性定理與鏡像法

2.7.1靜電場邊界條件

2.7.2唯一性定理

2.7.3鏡像法

2.8導體系統(tǒng)的電容與靜電場的能量

2.8.1電容

2.8.2靜電場的能量

2.9恒定電場與靜電場的比較

本章小結

習題

第3章恒定電流的磁場

3.1磁感應強度

3.1.1畢奧-薩伐爾定律與安培力定律

3.1.2洛侖茲力

3.2真空中的靜磁場基本方程

3.2.1磁感應強度的散度與磁通連續(xù)性原理

3.2.2磁場強度和導磁媒質中的安培環(huán)路定律

3.2.3真空中的靜磁場基本方程

3.3磁位

3.3.1矢量磁位

3.3.2標量磁位

3.4媒質的磁化和磁場強度

3.4.1媒質的磁化

3.4.2媒質中的恒定磁場基本方程

3.5恒定磁場的邊界條件

3.5.1法向分量的關系

3.5.2切向分量的關系

3.6自感、互感以及靜磁能量

3.6.1電感、自感和互感

3.6.2互感的計算

3.6.3磁場的能量

本章小結

習題

第4章時變電磁場與電磁波

4.1麥克斯韋方程組

4.1.1法拉第電磁感應定律

4.1.2位移電流和全電流定律

4.1.3麥克斯韋方程組

4.2時變電磁場的邊界條件

4.2.1不同媒質分解面的邊界條件

4.2.2理想介質分界面之間的邊界條件

4.2.3理想介質與理想導體分界面的邊界條件

4.3坡印廷定理和坡印廷矢量

4.3.1坡印廷定理

4.3.2坡印廷矢量

4.4時諧變電磁場

4.4.1時諧變電磁場的形成過程

4.4.2時諧變電磁場的復矢量表示方式

4.4.3復數形式的麥克斯韋方程組

4.4.4復數形式的坡印廷矢量

4.5平面電磁波

4.5.1波動方程

4.5.2理想媒質中的均勻平面電磁波

4.5.3向任意方向傳播的均勻平面電磁波

4.5.4均勻無限大導電媒質中的均勻平面電磁波

4.5.5趨膚效應

4.6電磁波的極化、色散與群速

4.6.1電磁波的極化

4.6.2相速、群速與色散的關系

4.7平面邊界上均勻平面波的入射

4.7.1平面電磁波向理想介質的垂直入射

4.7.2平面邊界上均勻平面波的斜入射

本章小結

習題

第5章均勻傳輸線理論

5.1均勻傳輸線理論概述

5.1.1導波形式及傳輸線的分類

5.1.2雙導線型傳輸線基本要求以及分布參數

5.1.3傳輸線分析方法

5.2傳輸線方程及其解

5.2.1均勻雙導體傳輸線的分布參數及其等效電路

5.2.2電報方程及其解

5.2.3無耗傳輸線的基本特性

5.3均勻無耗傳輸線的等效

5.3.1行波工作狀態(tài)

5.3.2純駐波工作狀態(tài)

5.3.3行駐波工作狀態(tài)

5.4圓圖及其應用

5.4.1等反射系數圓

5.4.2阻抗圓圖

5.4.3導納圓圖

5.4.4圓圖應用舉例

5.5有耗傳輸線

5.5.1有耗傳輸線的特性參數

5.5.2有耗傳輸線上的電壓、電流和阻抗的分布

5.5.3有耗線上傳輸效率的計算

5.6雙導線與同軸線

5.6.1平行雙導線

5.6.2同軸線

5.6.3同軸線中不連續(xù)性的等效電路

5.7微帶傳輸線

5.7.1微帶線中的主模

5.7.2微帶線的特性阻抗、相速與波長

5.7.3微帶線的色散特性

5.8傳輸線的匹配

5.8.1三種匹配狀態(tài)及其匹配方法

5.8.2阻抗匹配網絡

本章小結

習題

……

第6章波導與諧振腔

第7章微波網絡基礎

第8章天線輻射與接收

第9章電磁波的應用

參考文獻

本教材是"應用型本科建筑學專業(yè)規(guī)劃教材"。針對應用型本科院校的建筑學專業(yè)特點和教學要求而編寫。編寫內容強調"三本"特色，本著"因材施教"的原則，概念清楚，突出應用，盡量減少計算，追求易教易學的效果。寫作形式上力求活潑新穎，增加了許多來自現場的照片，趣味生動，吸引學生。

《應用型本科規(guī)劃教材:建筑物理》以建筑聲學、建筑光學、建筑熱工學為核心，包括物理環(huán)境概論、建筑聲學基本知識、吸聲與隔聲、室內聲學與音質設計、噪聲控制、建筑光學基本知識、天然采光、建筑照明、建筑熱工學基礎知識、建筑圍護結構的傳熱、建筑保溫、建筑防熱、建筑日照、建筑節(jié)能等14部分內容。

本教材可作為建筑學、城市規(guī)劃、園林景觀等專業(yè)建筑物理課程的教材，也可供從事建筑設計與建筑施工的技術人員和土建專業(yè)成人高等教育師生參考。