电磁场与电磁波基础（第2版）

电磁场与电磁波基础（第2版）

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作者: 刘岚著

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2010-07

版次: 2

ISBN: 9787121111884

定价: 32.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 279页

正文语种: 简体中文

丛书: 电子信息与电气学科规划教材·电子电气基础课程

分类: 自然科学

1 张插图图片

《电磁场与电磁波基础（第2版）》是按照电子信息与电气类专业“电磁场与电磁波”课程教学的基本要求，本着深入浅出、通俗易学的原则而编写的。为了更适合电子信息与电气类专业学生的学习，本书在给出了“场”的基本方程和一般概念与分析方法后，重申噗着墨于“波”的基本特性与传播过程分析。
《电磁场与电磁波基础（第2版）》共分11章，主要内容包括：矢量分析与场论，电场、磁场与麦克斯韦方程，介质中的麦克斯韦方程，矢量位与标量位，静态场的解，自由空间中的电磁波，非导电介质中的电磁波，导电介质中的电磁波，波的反射与折射，等等。本书最后对电磁波的导引和辐射进行了简要的介绍。每章之后均附有本章小结和丰富的习题，书末附有大部分习题参考答案。
本书可作为普通高等院校通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化等专业的本科生教材，也可供从事“电磁场与电磁波”方向的工程技术人员参考。第1章矢量分析与场论（1）
1.1矢量的表示和运算（1）
1.1.1矢量与标量（1）
1.1.2矢量的代数运算（2）
1.1.3标量场与矢量场（4）
1.2正交坐标系（4）
1.2.1正交坐标系的概念（4）
1.2.2笛卡儿坐标系（5）
1.2.3圆柱坐标系（6）
1.2.4球坐标系（7）
1.2.5三种坐标系中单位矢量之间的关系（8）
1.3矢量函数的通量与散度（10）
1.3.1矢量的通量（10）
1.3.2散度（12）
1.3.3高斯散度定理（14）
1.4矢量函数的环量与旋度（15）
1.4.1矢量的环量（16）
1.4.2矢量场的旋度（16）
1.4.3斯托克斯定理（20）
1.5标量函数的方向导数与梯度（21）
1.5.1标量场与等值面（21）
1.5.2方向导数（21）
1.5.3梯度（22）
1.6格林公式（25）
1.7亥姆霍兹定理（26）
1.7.1散度和旋度的比较（26）
1.7.2亥姆霍兹定理（26）
1.8矢量场的分类（27）
本章小结（28）
习题1（30）

第2章电场、磁场与麦克斯韦方程（33）
2.1电场力、电场强度与电位（34）
2.1.1电场力与电场强度（34）
2.1.2电位（35）
2.2磁场力、磁感应强度与磁位（36）
2.2.1磁场力与磁感应强度（36）
2.2.2矢量磁位（37）
2.2.3标量磁位（40）
2.3洛伦兹力（40）
2.4电偶极子（41）
2.5磁偶极子（43）
2.6由电通量与高斯定律导出麦克斯韦第一方程（46）
2.6.1电通量（46）
2.6.2麦克斯韦第一方程（46）
2.7由电磁感应定律与斯托克斯定律导出麦克斯韦第二方程（47）
2.8由磁通量与高斯定律导出麦克斯韦第三方程（47）
2.9由安培环路定律与斯托克斯定律导出麦克斯韦第四方程（48）
2.9.1传导电流、运流电流和位移电流（48）
2.9.2电流连续性原理（50）
2.9.3麦克斯韦第四方程（51）
2.10微分形式的麦克斯韦方程组（52）
2.11麦克斯韦方程的积分形式（54）
2.12麦克斯韦方程的时谐形式（56）
2.13电磁场的能量与坡印廷矢量（57）
本章小结（61）
习题2（62）

第3章介质中的麦克斯韦方程组（64）
3.1分子模型（64）
3.2电介质及其极化（65）
3.2.1极化的概念（65）
3.2.2极化矢量P（66）
3.2.3介质的分子模型与极化矢量（67）
3.2.4高密度介质中的电场（68）
3.2.5考虑极化效应的麦克斯韦方程组（70）
3.3折射率与相对介电常数（72）
3.4介质的磁化（74）
3.4.1磁化的概念（74）
3.4.2磁化电流与磁化矢量M（74）
3.4.3磁场强度（74）
3.4.4磁介质（75）
3.5介质中的麦克斯韦方程组（76）
3.6电磁场的边界条件（77）
本章小结（84）
习题3（86）

第4章矢量位与标量位（88）
4.1矢量位A（88）
4.2标量位φ（88）
4.3用位函数φ和A表示的非均匀波动方程（89）
4.4利用场源ρ和J求解位函数φ和A（92）
4.5李纳-威谢尔特位函数（94）
本章小结（98）
习题4（99）

第5章静态场的解（100）
5.1泊松方程和拉普拉斯方程（100）
5.1.1静态场中的麦克斯韦方程组（100）
5.1.2泊松方程和拉普拉斯方程（102）
5.2对偶原理（105）
5.3叠加原理和唯一性定理（106）
5.3.1边界条件的分类（106）
5.3.2叠加原理（106）
5.3.3唯一性定理（107）
5.4镜像法（107）
5.4.1点电荷与无限大平面导体的合成场计算（107）
5.4.2电介质分界面的镜像电荷（109）
5.4.3球形边界问题（111）
5.4.4圆柱形边界问题（112）
5.5分离变量法（113）
5.5.1笛卡儿坐标系中的分离变量法（113）
5.5.2圆柱坐标系中的分离变量法（116）
5.6格林函数法（118）
5.6.1静电场边值问题的格林函数法表达式（119）
5.6.2简单边界的格林函数（121）
5.7有限差分法（122）
本章小结（125）
习题5（126）

第6章自由空间中的电磁波（128）
6.1波的数学描述（128）
6.2均匀平面波与三维波动方程（129）
6.3电波与磁波（130）
6.4自由空间中的平面电磁波（131）
6.4.1随时间变化的单色平面波（132）
6.4.2均匀平面电磁波的特性（133）
6.5波的极化（136）
6.6电磁波谱（141）
本章小结（143）
习题6（143）

第7章非导电介质中的电磁波（145）
7.1非导电介质中的电磁波方程（145）
7.2平面电磁波在理想介质中的传播（147）
7.3平面电磁波在非理想介质中的传播（148）
7.3.1等效复介电系数（148）
7.3.2波动方程及其解（149）
7.4低密度气体中的电磁波（150）
7.5高密度介质中的电磁波（152）
7.6复数折射率的相关结论（153）
7.7相速度与能流速度（154）
7.8色散（157）
7.9相速与群速（158）
本章小结（160）
习题7（160）

第8章导电介质中的电磁波（162）
8.1导电介质的一般模型（162）
8.2导电介质在高频或低频时的特性（163）
8.2.1介质的折射率与导电介质的频率特性（163）
8.2.2导电介质的趋肤深度（165）
8.2.3导电介质的趋肤效应（167）
8.3导电介质中的电磁波（169）
8.3.1导电介质中波的传播特性（169）
8.3.2良导体中的均匀平面电磁波（172）
8.4等离子体对波的反射（175）
本章小结（177）
习题8（178）

第9章电磁波的反射与折射（179）
9.1电磁波传播的边界条件（179）
9.2传播矢量（182）
9.3平面边界的反射与透射（183）
9.4反射波的极化（191）
9.5法向入射（192）
9.6全折射与全反射（194）
9.6.1全折射（194）
9.6.2全反射（195）
9.7反射波的相位变化（196）
9.8各向异性媒质中的平面电磁波（197）
本章小结（198）
习题9（200）

第10章导行电磁波（203）
10.1电磁波在均匀导波装置中传播的一般特性（203）
10.1.1电磁波在均匀导波装置中的传播（203）
10.1.2均匀导波装置中的TEM波、TE波和TM波（205）
10.1.3均匀导波装置中的导行波传输特性（207）
10.2TEM传输线（209）
10.2.1传输线方程及其时谐稳态解（209）
10.2.2传输线的传输特性参数（213）
10.2.3无损耗传输线的工作状态（215）
10.3矩形波导（221）
10.3.1矩形波导中的TM波（221）
10.3.2矩形波导中的TE波（222）
10.3.3矩形波导中的TE10波（224）
10.4圆柱形波导（228）
10.4.1圆柱形波导中的TM波（228）
10.4.2圆柱形波导中的TE波（230）
10.5导波系统中的功率传输与损耗（232）
10.5.1波导的功率传输和功率容量（232）
10.5.2波导的损耗和衰减（233）
10.6谐振腔（235）
10.6.1同轴谐振腔（235）
10.6.2矩形谐振腔（236）
10.6.3谐振腔的品质因素Q（237）
10.7介质波导和光纤简介（238）
10.7.1介质波导（238）
10.7.2光纤（238）
本章小结（240）
习题10（241）

第11章辐射系统简介（242）
11.1缓慢移动的加速点电荷的辐射（242）
11.2自由电荷的能量散射（246）
11.3束缚电荷辐射的散射（247）
11.4电偶极子天线的辐射（248）
11.5天线的辐射电阻（250）
11.6天线的增益（251）
11.7磁偶极子天线的辐射（251）
本章小结（256）
习题11（256）

附录A一些有用的数学结论（257）
附录B计算雅可比行列式（261）
附录C矢量D、H、E、B、P、M之间的关系（262）
附录D相关的国际单位（263）
附录E相关的物理常数（264）
附录F中英文术语对照表（266）
习题参考答案（272）
参考文献（280）
内容简介:
《电磁场与电磁波基础（第2版）》是按照电子信息与电气类专业“电磁场与电磁波”课程教学的基本要求，本着深入浅出、通俗易学的原则而编写的。为了更适合电子信息与电气类专业学生的学习，本书在给出了“场”的基本方程和一般概念与分析方法后，重申噗着墨于“波”的基本特性与传播过程分析。
《电磁场与电磁波基础（第2版）》共分11章，主要内容包括：矢量分析与场论，电场、磁场与麦克斯韦方程，介质中的麦克斯韦方程，矢量位与标量位，静态场的解，自由空间中的电磁波，非导电介质中的电磁波，导电介质中的电磁波，波的反射与折射，等等。本书最后对电磁波的导引和辐射进行了简要的介绍。每章之后均附有本章小结和丰富的习题，书末附有大部分习题参考答案。
本书可作为普通高等院校通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化等专业的本科生教材，也可供从事“电磁场与电磁波”方向的工程技术人员参考。
目录:
第1章矢量分析与场论（1）
1.1矢量的表示和运算（1）
1.1.1矢量与标量（1）
1.1.2矢量的代数运算（2）
1.1.3标量场与矢量场（4）
1.2正交坐标系（4）
1.2.1正交坐标系的概念（4）
1.2.2笛卡儿坐标系（5）
1.2.3圆柱坐标系（6）
1.2.4球坐标系（7）
1.2.5三种坐标系中单位矢量之间的关系（8）
1.3矢量函数的通量与散度（10）
1.3.1矢量的通量（10）
1.3.2散度（12）
1.3.3高斯散度定理（14）
1.4矢量函数的环量与旋度（15）
1.4.1矢量的环量（16）
1.4.2矢量场的旋度（16）
1.4.3斯托克斯定理（20）
1.5标量函数的方向导数与梯度（21）
1.5.1标量场与等值面（21）
1.5.2方向导数（21）
1.5.3梯度（22）
1.6格林公式（25）
1.7亥姆霍兹定理（26）
1.7.1散度和旋度的比较（26）
1.7.2亥姆霍兹定理（26）
1.8矢量场的分类（27）
本章小结（28）
习题1（30）

第2章电场、磁场与麦克斯韦方程（33）
2.1电场力、电场强度与电位（34）
2.1.1电场力与电场强度（34）
2.1.2电位（35）
2.2磁场力、磁感应强度与磁位（36）
2.2.1磁场力与磁感应强度（36）
2.2.2矢量磁位（37）
2.2.3标量磁位（40）
2.3洛伦兹力（40）
2.4电偶极子（41）
2.5磁偶极子（43）
2.6由电通量与高斯定律导出麦克斯韦第一方程（46）
2.6.1电通量（46）
2.6.2麦克斯韦第一方程（46）
2.7由电磁感应定律与斯托克斯定律导出麦克斯韦第二方程（47）
2.8由磁通量与高斯定律导出麦克斯韦第三方程（47）
2.9由安培环路定律与斯托克斯定律导出麦克斯韦第四方程（48）
2.9.1传导电流、运流电流和位移电流（48）
2.9.2电流连续性原理（50）
2.9.3麦克斯韦第四方程（51）
2.10微分形式的麦克斯韦方程组（52）
2.11麦克斯韦方程的积分形式（54）
2.12麦克斯韦方程的时谐形式（56）
2.13电磁场的能量与坡印廷矢量（57）
本章小结（61）
习题2（62）

第3章介质中的麦克斯韦方程组（64）
3.1分子模型（64）
3.2电介质及其极化（65）
3.2.1极化的概念（65）
3.2.2极化矢量P（66）
3.2.3介质的分子模型与极化矢量（67）
3.2.4高密度介质中的电场（68）
3.2.5考虑极化效应的麦克斯韦方程组（70）
3.3折射率与相对介电常数（72）
3.4介质的磁化（74）
3.4.1磁化的概念（74）
3.4.2磁化电流与磁化矢量M（74）
3.4.3磁场强度（74）
3.4.4磁介质（75）
3.5介质中的麦克斯韦方程组（76）
3.6电磁场的边界条件（77）
本章小结（84）
习题3（86）

第4章矢量位与标量位（88）
4.1矢量位A（88）
4.2标量位φ（88）
4.3用位函数φ和A表示的非均匀波动方程（89）
4.4利用场源ρ和J求解位函数φ和A（92）
4.5李纳-威谢尔特位函数（94）
本章小结（98）
习题4（99）

第5章静态场的解（100）
5.1泊松方程和拉普拉斯方程（100）
5.1.1静态场中的麦克斯韦方程组（100）
5.1.2泊松方程和拉普拉斯方程（102）
5.2对偶原理（105）
5.3叠加原理和唯一性定理（106）
5.3.1边界条件的分类（106）
5.3.2叠加原理（106）
5.3.3唯一性定理（107）
5.4镜像法（107）
5.4.1点电荷与无限大平面导体的合成场计算（107）
5.4.2电介质分界面的镜像电荷（109）
5.4.3球形边界问题（111）
5.4.4圆柱形边界问题（112）
5.5分离变量法（113）
5.5.1笛卡儿坐标系中的分离变量法（113）
5.5.2圆柱坐标系中的分离变量法（116）
5.6格林函数法（118）
5.6.1静电场边值问题的格林函数法表达式（119）
5.6.2简单边界的格林函数（121）
5.7有限差分法（122）
本章小结（125）
习题5（126）

第6章自由空间中的电磁波（128）
6.1波的数学描述（128）
6.2均匀平面波与三维波动方程（129）
6.3电波与磁波（130）
6.4自由空间中的平面电磁波（131）
6.4.1随时间变化的单色平面波（132）
6.4.2均匀平面电磁波的特性（133）
6.5波的极化（136）
6.6电磁波谱（141）
本章小结（143）
习题6（143）

第7章非导电介质中的电磁波（145）
7.1非导电介质中的电磁波方程（145）
7.2平面电磁波在理想介质中的传播（147）
7.3平面电磁波在非理想介质中的传播（148）
7.3.1等效复介电系数（148）
7.3.2波动方程及其解（149）
7.4低密度气体中的电磁波（150）
7.5高密度介质中的电磁波（152）
7.6复数折射率的相关结论（153）
7.7相速度与能流速度（154）
7.8色散（157）
7.9相速与群速（158）
本章小结（160）
习题7（160）

第8章导电介质中的电磁波（162）
8.1导电介质的一般模型（162）
8.2导电介质在高频或低频时的特性（163）
8.2.1介质的折射率与导电介质的频率特性（163）
8.2.2导电介质的趋肤深度（165）
8.2.3导电介质的趋肤效应（167）
8.3导电介质中的电磁波（169）
8.3.1导电介质中波的传播特性（169）
8.3.2良导体中的均匀平面电磁波（172）
8.4等离子体对波的反射（175）
本章小结（177）
习题8（178）

第9章电磁波的反射与折射（179）
9.1电磁波传播的边界条件（179）
9.2传播矢量（182）
9.3平面边界的反射与透射（183）
9.4反射波的极化（191）
9.5法向入射（192）
9.6全折射与全反射（194）
9.6.1全折射（194）
9.6.2全反射（195）
9.7反射波的相位变化（196）
9.8各向异性媒质中的平面电磁波（197）
本章小结（198）
习题9（200）

第10章导行电磁波（203）
10.1电磁波在均匀导波装置中传播的一般特性（203）
10.1.1电磁波在均匀导波装置中的传播（203）
10.1.2均匀导波装置中的TEM波、TE波和TM波（205）
10.1.3均匀导波装置中的导行波传输特性（207）
10.2TEM传输线（209）
10.2.1传输线方程及其时谐稳态解（209）
10.2.2传输线的传输特性参数（213）
10.2.3无损耗传输线的工作状态（215）
10.3矩形波导（221）
10.3.1矩形波导中的TM波（221）
10.3.2矩形波导中的TE波（222）
10.3.3矩形波导中的TE10波（224）
10.4圆柱形波导（228）
10.4.1圆柱形波导中的TM波（228）
10.4.2圆柱形波导中的TE波（230）
10.5导波系统中的功率传输与损耗（232）
10.5.1波导的功率传输和功率容量（232）
10.5.2波导的损耗和衰减（233）
10.6谐振腔（235）
10.6.1同轴谐振腔（235）
10.6.2矩形谐振腔（236）
10.6.3谐振腔的品质因素Q（237）
10.7介质波导和光纤简介（238）
10.7.1介质波导（238）
10.7.2光纤（238）
本章小结（240）
习题10（241）

第11章辐射系统简介（242）
11.1缓慢移动的加速点电荷的辐射（242）
11.2自由电荷的能量散射（246）
11.3束缚电荷辐射的散射（247）
11.4电偶极子天线的辐射（248）
11.5天线的辐射电阻（250）
11.6天线的增益（251）
11.7磁偶极子天线的辐射（251）
本章小结（256）
习题11（256）

附录A一些有用的数学结论（257）
附录B计算雅可比行列式（261）
附录C矢量D、H、E、B、P、M之间的关系（262）
附录D相关的国际单位（263）
附录E相关的物理常数（264）
附录F中英文术语对照表（266）
习题参考答案（272）
参考文献（280）

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电磁场与电磁波基础（第2版）

九品

浓墨轩旧书店

四川省成都市

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电磁场与电磁波基础（第2版）刘岚[等]编著

八品

武汉市洪山区文韬武略书店

湖北省武汉市

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￥22.00

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