电磁场与波理论基础(单志勇)

分類: 图书,自然科学,物理学,电磁学、电动力学,
作者: 单志勇,李丹美,姜国兴 编
出 版 社:
出版时间: 2009-1-1字数: 162000版次: 1页数: 132印刷时间: 2009/01/01开本: 16开印次: 1纸张: 胶版纸I S B N : 9787122029386包装: 平装内容简介
本书分为矢量分析、静电场、静磁场、时变电磁场、平面电磁波5章,附录介绍了静态场边值问题及其研究方法,如分离变量法、格林函数法、保角变换法、镜像法等。内容上注重电磁场的基本理论,力求简单明了,深入浅出。
本书可以作为高等院校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等相关专业学生的教材,也可作为从事相关工作科研人员的参考用书。
目录
1 矢量分析
1.1引言
1.2标量和矢量
1.3坐标系
1.4曲线积分、曲面积分和体积分
习题1
2静电场
2.1库仑定律
2.2 电场强度
2.3高斯定理和电通量
2.4 电偶极子
2.5电场中导体和电介质的方程
2.6静电场的边界条件
2.7电场中储能、电容和电容器
习题2
3静磁场
3.1公式△J+αρv/αt=0。的导出
3.2毕-萨(Biot+Savart)定律、安培定律和安培环路定律
3.3矢量磁位和标量磁位
3.4磁场中的磁性材料
3.5磁场边界条件
习题3
4时变电磁场
4.1 引言
4.2法拉第电磁感应定律
4.3麦克斯韦方程(由法拉第定律导出)
4.4麦克斯韦方程(由安培定律和高斯定律分布导出)
4.5时变电磁场的边界条件
4.6变压器
4.7电磁场能量的传播:坡印亭定理
4.8正弦电磁场(时谐电磁场)
习题4
5平面电磁波
5.1引言
5.2简单媒质中的电磁波
5.3介质中的平面波情形:σ=0
5.4良导体情形:σ/wз》l
5.5不良导体情形:σ/wз≈1
5.6群速
5.7平面波的折射和反射
5.8均匀平面电磁波在平面边界上的斜入射
5.9全反射与临界角
5.10沿任意方向传播的均匀平面波
习题5
附录
部分习题解题指导
参考文献
书摘插图
1 矢量分析
1.1 引言
本章主要介绍矢量分析、场的概念和表示方法、常用的正交坐标系,标量场的梯度,矢量场的通量、散度,矢量场的环流、旋度等。矢量分析是分析电磁场问题的基本数学工具,是学好电磁场这门课程必须掌握的知识。
在空间或空间的某一局部区域V上分布着某一物理量,则V就构成一个场。如果被描述的物理量是标量,则V被称为标量场;如果被描述的物理量是矢量,则被称为矢量场。一区域中各点的温度分布是一个标量场,密度分布是一个标量场;而某一区域中各点流体的流速构成一个矢量场,各点流体的压力分布也构成一个矢量场。研究一个场,首先要明确此场的分布空间,其次看场代表一个什么样的物理量,怎样分布。对于给定的场,任何时刻在所研究空间中的每一点它都有一个定值,这个值叫该点的场量。因此,一个场可用定义在相同区域中的一个函数来描述。一个标量场可用一个标量函数来描述;一个矢量场可用一个矢量函数来描述。描述物理系统状态的物理量不仅按空问分布,一般还随时间变化。因此,场可能是随时间变化的。如果一个物理系统的状态只按空间分布,不随时间变化,也就是说,物理系统的状态是静态的,由此定义的场也是静态的,这样的场称为静态场;其场函数与时间无关;如果一个场的场量不仅按空问分布,还随时间变化,这样的场分布是动态的,称为动态场或时变场。研究场的梯度、散度、旋度,刻画场的性质,需要用到矢量分析,电磁场就是用矢量分析来刻画的。
1.2 标量和矢量
一个用大小就能够完整地描述的物理量称为标量。用一个数可以完整地描述它。
一个有大小和方向的物理量称为矢量。力、速度、力矩、电场强度和加速度等都是矢量。一个矢量常用一条带方向的线段来表示。
两个矢量A和B,如果有相同的大小(长度)和方向,则称它们相等,记为:A=B。
……