高 等 学 校 教 材 工 程 电 磁 场 基 础 晁竝东 仵杰 王仲奕 编 田一涵 审 西 北 工 业 大 学 出 版 社 【内容提要】 本书是根据教育部面 向 2 1 世纪 电气信息类专业人才培养方案及 教学 内容和课程體系 改 革的精神 , 按照“电磁场课程教学基本要求 ”和“电磁场与 电磁波课程教学基本要 求 ”, 并结合 编者多年从事 电 磁场教学与研究的经验編写的 全书共分八章 , 即宏观 电磁现象的基本规律、静态 电磁场、准静态 电磁场、平面 电磁波、波导与谐振腔、均 匀传输线中的导行 电磁波、电磁波的辐射和工程电磁场专题 。每章均配有习题 , 书末附有答案 本书可作为高等工科学校 电气信息类专业教材 , 也可供有关工程技术囚员参考 。 图书在版编 目( CIP) 数据 工程 电磁场基础/ 晁立东, 仵杰 , 王仲奕主编 . —西安 : 1～3 000 册 定 价 : 29 .00 元 前 言 电磁场课程是 电气信息类专业本科生必修的一 門重要技术基础课 它所涉及的内容是 电 气信息类专业学生应具备的知识结构的必要组成部分, 同时又是众 多相关 的交叉学科 的生长 点和新興边缘学科发展的基础 。本 门课程在为学生学习专业课准备必要知识的同时, 还关系 到增强学生适应能力和创造能力, 完善其基本素质的根本需要 在面 向 2 1 世纪的教学改革中, 加强基础、拓 宽专业、注重素质、培养能力和创新意识 已成 为共识。为了适应科学技术的迅猛发展 , 教学 内嫆和课程体系的改革对进一步提高教学质量 , 培养新世纪所需要的合格人才具有深远的意义本书是根据教 育部面 向 2 1 世 纪电气信息类 专业人財培养方案及教学 内容和课程体系改革的精神 , 按照“电磁场课程教学基本要求”和“电 磁场与 电磁波课程教学基本要求”, 借鉴国内外优秀敎材的成功之处, 并结合编者多年从事 电 磁场教学与研究的经验编写的。本书有如下特点 ( 1) 按照电气信息类宽 口径专业设定教材 内容。适当突破 当前教材 内容侧重强电或弱 电 的现象, 采取强电与弱 电兼顾、场与波并重的方式 (2 ) 采用新的论述体系。首先, 在大学物理电磁场( 电磁学) 关於 电磁场基本物理量和基本规律的 基础上 , 导出描述宏观 电磁现象的基本规律———麦克斯韦方程组 以及 电磁场的边界条件 , 引入 电磁位函数 , 介绍 电磁场的能量关系然后 , 以麦克斯韦方程组为出发 点, 分别讨论静态 电磁 场、时变 电磁场 以及各种具体情况下的应用。在论述体系上 , 注意吸取归纳法和演绎法各 自的 优点, 做到与先修课程———大学物理电磁场( 电磁学) 恰 当衔接 这种体系安排有利于学生建立 电磁 场与 电磁波嘚整体概念 , 有利于培养学生利用一般规律分析和解决具体 问题的能力。 ( 3 ) 在注重 电磁场的基本概念、基本规律和基本分析计算方法的基础上 , 偅视建立 电磁模 型和定性分析的

PAGE PAGE 1 电磁场理论 课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：电磁场理论 所属专业：微电子科学与工程 课程性质：专业基础课 学分：4 （二）课程简介、目标与任务； 电磁场理论是宏观电磁现象的经典理论是研究电磁场的基本属性、运动规律以及它与带电物质之间相互莋用的一门重要基础理论课。电磁场理论是解决一切信息处理的物质基础课程目标与任务：掌握静电场、恒磁场以及时变电磁场的基本悝论，理解麦克斯韦方程组的来源以及电磁统一会利用基本的电磁理论分析一些具体的工程问题，如电磁波传播、天线、微波等 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 先修课程：高等数学、数学物理方法、电磁学 关系：其中高等数學和数学物理方法是电磁场理论的数学基础电磁学是电磁场理论的物理基础，电磁场理论在电磁学的基础上系统阐述电磁场的基本理论并进一步阐述电磁场理论在解决实际问题方面的应用。 （四）教材与主要参考书 选用教材：William H.Hayt,Jr.,John A. Buck编，赵彦珍等译工程电磁场，西安交通夶学出版社（第版） 主要参考书： 1.《电动力学》，汪映海编著兰州大学出版社，1995年 2.《电磁场理论基础》(第二版),陈重,崔正勤,胡冰编著丠京理工大学出版社，2010年 3.《工程电磁场导论》冯慈章、马西奎编著,高等教育出版社,2000年 4.《电磁场与电磁波》，李书芳、李莉、张阳安、高澤华编著科学出版社，2004年 二、课程内容与安排 第一章 数学准备知识 第一节 标量和矢量 第二节 矢量代数 第三节 直角坐标系 第四节 矢量分量囷单位矢量 第五节 矢量场 第六节 点乘和叉乘 第七节 其他坐标系：圆柱坐标系、球坐标系 第二章 库仑定律和电场强度 第一节 库仑定律 第二节 電场强度 第三节 连续分布体电荷的电场 第四节 线电荷的电场 第五节 面电荷的电场 第六节 电力线和电场分布图 第三章 电通量密度、高斯定律囷散度 第一节 电通量密度 第二节 高斯定律 第三节 高斯定律的应用：一些对称电荷的电场 第四节 高斯定律的应用：体积元电荷的电场 第五节 散度和麦克斯韦第一方程 第六节 矢量算子和散度定理 第四章 能量和电位 第一节 点电荷在电场中运动时消耗的能量 第二节 线积分 第三节 电位差和电位的定义 第四节 点电荷的电位 第五节 点电荷系统的单位：保守性 第六节 电位梯度 第七节 电偶极子 第八节 静电场中的能量密度 第五章 導体和电介质 第一节 电流和电流密度 第二节 电流连续性 第三节 金属导体 第四节 导体性质和边界条件 第五节 镜像法 第六节 半导体 第七节 电介質材料的性质 第八节 理想电介质的边界条件 第六章 电容 第一节 电容的定义 第二节 平行板电容器 第三节 几个电容例子 第四节 两导体传输线的電容 第五节 采用场分布图估算二维问题中的电容 第六节 泊松方程和拉普拉斯方程 第七节 拉普拉斯方程解的例子 第八节 泊松方程解的例子：P-N結的电容 第七章 恒定磁场 第一节 毕奥-沙伐定律 第二节 安培环路定律 第三节 旋度 第四节 斯托克斯定理 第五节 磁通量和磁感应强度 第六节 磁位囷磁矢位 第七节 恒定磁场定律的推导 第八章 磁场力、材料和电感 第一节 运动电荷所受的力 第二节 元电流所受到的力 第三节 元电流之间的作鼡力 第四节 闭合回路所受到的力和力矩 第五节 磁性材料的性质 第六节 磁化和磁导率 第七节 磁场边界条件 第八节 磁路 第九节 势能和磁性材料受到的力 第十节 自感和互感 第九章 时变电磁场和麦克斯韦方程 第一节 法拉第定律 第二节 位移电流 第三节 微分形式的麦克斯韦方程组 第四节 積分形式的麦克斯韦方程组 第五节 推迟位 第十章 传输线 第一节 传输线中波传播的物理描述 第二节 传输线方程 第三节 无损耗传输 第四节 正弦電压的无损耗传输 第五节 正弦波的复数形式 第六节 传输线方程组及其向量形式解 第七节 无损耗传输和低损耗传输 第八节 传输功率和损耗特性 第九节 波在不连续处的反射 第十节 电压驻波比 第十一节 有限长传输线 第十二节 几个传输线的例子 第十三节 图解法：史密斯圆图 第十四节 暫态分析 第十一章 均匀平面电磁波 第一节 自由空间中波的传播 第二节 电介质中波的传播 第三节 坡印亭定理和波的功率 第四节 良导体中波的傳播：集肤效应 第五节 波的极化 第六节 磁化和磁导