电磁场与波

目录
第1章 矢量分析
1.1 常用坐标系
1.1.1 三种常用坐标系的构成
1.1.2 不同坐标系坐标单位变量之间的关系
1.1.3 不同坐标系坐标单位矢量之间的关系
1.2 矢量函数
1.2.1 矢量表示法
1.2.2 矢量函数
1.3 标量函数的梯度(gradient)
1.3.1 标量场的等值面和等值线
1.3.2 方向导数
1.3.3 梯度(gradient)
1.4 矢量函数的散度(divergence)
1.4.1 矢量场的矢量线(力线)
1.4.2 矢量场的通量
1.4.3 散度(divergence)
1.4.4 高斯散度定理
1.5 矢量函数的旋度(rotation)
1.5.1 矢量的环量
1.5.2 矢量的旋度(rotation)
1.5.3 斯托克斯定理
1.6 矢量恒等式与格林定理
1.6.1 哈密顿一阶微分算子及恒等式
1.6.2 哈密顿二阶微分算子及恒等式
1.6.3 格林定理
1.7 亥姆霍兹定理(Helmholtz)
1.7.1 无旋场、无散场和调和场
1.7.2 亥姆霍兹定理
习题
第2章 电磁场基本方程
2.1 电磁场的源
2.1.1 电荷和电荷密度
2.1.2 电流和电流密度
2.1.3 电量不变性与连续性方程
2.2 电场、磁场和洛仑兹力
2.2.1 电场
2.2.2 磁场
2.2.3 洛仑兹力
2.3 法拉第电磁感应定律
2.4 麦克斯韦方程组
2.4.1 麦克斯韦方程组
2.4.2 麦克斯韦方程组的物理意义
2.4.3 限定形式的麦克斯韦方程组
2.5 边界条件
2.5.1 H的边界条件
2.5.2 E的边界条件
2.5.3 D和B的边界条件
2.6 复数形式的麦克斯韦方程
2.6.1 谐变电磁场场量的复数表示法
2.6.2 麦克斯韦方程组的复数形式
2.6.3 复介电常数
2.7 电磁能量守恒与转化定律
2.7.1 坡印廷矢量和坡印廷定理
2.7.2 坡印廷定理的复数形式
2.7.3 坡印廷矢量的瞬时值和平均值
习题
第3章 静态电磁场
3.1 静电场
3.1.1 基本方程与边界条件
3.1.2 电位函数
3.1.3 电偶极子
3.1.4 电能与电容
3.1.5 静电场的算例
3.2 恒定电流的电场
3.2.1 基本方程与边界条件
3.2.2 电位函数
3.2.3 恒定电场与静电场的对偶
3.2.4 恒定电场的算例
3.3 恒定电流的磁场
3.3.1 基本方程与边界条件
3.3.2 矢量磁位
3.3.3 磁偶极子
3.3.4 磁场的能量
3.3.5 互感与自感
3.3.6 恒定磁场的计算实例
3.4 似稳电磁场
3.4.1 似稳场的基本方程
3.4.2 基尔霍夫定律
3.4.3 似稳场的算例
习题
第4章 贽态场边值问题
4.1 唯一性定理
4.1.1 静态场边值问题分类
4.1.2 唯一性定理
4.2 分离变量法
4.2.1 直角坐标系中的分离变量法
4.2.2 极坐标系中的分离变量法
4.2.3 圆柱坐标系中的分离变量法
4.3 镜像法
4.3.1 静电场中的镜像法
*4.3.2 恒定磁场中的镜像法
4.3.3 电轴法
4.3.4 镜像法小结
*4.4 格林函数法
4.4.1 格林函数法的基本思想
4.4.2 泊松方程的基本积分公式
4.4.3 格林函数法的积分公式
4.4.4 格林函数举例
习题
第5章 无界空间中的均匀平面波
5.1 无耗媒质中的均匀平面波
5.1.1 理想介质中的波动方程
5.1.2 波动方程的解
5.1.3 理想介质中均匀平面波的传播特性
5.1.4 均匀平面波解的推广
5.2 沿任意方向传播的均匀平面波
5.2.1 沿x轴方向传播的均匀平面波
5.2.2 沿y轴方向传播的均匀平面波
5.2.3 沿任意方向传播的均匀平面波
5.3 电磁波的极化
5.3.1 线极化
5.3.2 圆极化
5.3.3 椭圆极化
5.4 媒质的分类
5.4.1 良导体条件
5.4.2 媒质的分类
5.4.3 导电媒质中的场方程
5.5 有耗媒质中的均匀平面波
5.5.1 有耗媒质中的波动方程及其解
5.5.2 传播常数和波阻抗的计算
5.5.3 有耗媒质中均匀平面波的传播特性
*5.6 电磁波的传播速度
5.6.1 相速与视在相速
5.6.2 群速度
5.6.3 能量速度
习题
第6章 均匀平面波的反射与折射
6.1 反射定律与折射定律
6.2 对两种不同媒质分界面的垂直入射
6.2.1 均匀平面波垂直入射到理想导体表面
6.2.2 均匀平面波垂直入射到理想介质表面
*6.2.3 均匀平面波垂直入射到有耗媒质表面
*6.3 对多层媒质分界面的垂直入射
6.3.1 半波长夹层介质
6.3.2 1/4波长的涂敷层
6.3.3 消除良导体表面的反射
*6.4 对两种不同媒质分界面的斜入射
6.4.1 均匀平面波斜入射到理想介质表面
6.4.2 均匀平面波斜入射到导体表面
习题
第7章 电磁波的辐射
7.1 矢量磁位与标量电位
7.1.1 时变场的动态位
7.1.2 谐变场的动态位
7.2 滞后位
7.3 电偶极子的辐射
7.3.1 电偶极子的数学模型
7.3.2 电偶极子的矢量磁位
*7.3.3 电偶极子的标量电位
7.3.4 电偶极子的电磁场解
7.3.5 电偶极子的辐射场
7.3.6 电偶极子的辐射特性
7.4 方向函数与方向图
7.4.1 方向函数
7.4.2 方向图
*7.4.3 方向系数
*7.5 磁偶极子的辐射
7.5.1 磁偶极子的模型
7.5.2 磁偶极子的矢量磁位
7.5.3 磁偶极子的电磁场解
7.5.4 对偶原理
7.5.5 磁偶极子的辐射特性
7.5.6 磁偶极子的辐射功率
*7.6 惠更斯元的辐射
7.6.1 等效原理
7.6.2 惠更斯元的辐射场
7.6.3 惠更斯元的辐射特性
*7.7 对称振子
7.7.1 结构和辐射场解
7.7.2 半波振子及其电参数
习题
第8章 导行电磁波
8.1 广义传输线理论
8.1.1 横电模
8.1.2 横磁模
8.1.3 混合模
8.1.4 TEM模
8.2 矩形波导的传输模式
8.2.1 TM传输模
8.2.2 TE传输模
*8.2.3 平面波的斜入射与矩形波导中的导行波
8.2.4 矩形波导中的模式简并
8.3 矩形波导的传输特性
8.3.1 矩形波导的特性参数
8.3.2 TE〓模的传输特性
8.3.3 TE〓模的场结构
*8.3.4 TE〓模与斜入射
*8.3.5 波导壁上的面电流
*8.3.6 TE〓模的捩耗估算
*8.4 圆形波导
8.4.1 圆波导中的TM模
8.4.2 圆波导中的TE模
8.4.3 圆波导中电磁波的传输特性
8.4.4 圆波导中常用模式的场结构
*8.5 同轴波导
8.5.1 同轴线上的主模
8.5.2 同轴线上的高次模
习题
第9章 均匀传输线理论
9.1 传输线的等效电路和电报方程
9.1.1 传输线的等效电路
9.1.2 传输线的电报方程
9.2 传输线上的波
9.2.1 传输线方程的解
9.2.2 传输线的分类
9.2.3 波的参量
9.3 端接负载的无耗传输线
9.3.1 端接负载的无耗传输线上的电压波和电流波的表示式
9.3.2 输入阻抗、反射系数和驻波比
9.4 无耗传输线的三种工作状态
9.4.1 行波状态
9.4.2 驻波状态
9.4.3 行驻波状态
9.5 特殊终端条件的传输线
9.6 传输线电路
9.7 传输线的功率传输和匹配
9.7.1 传输功率与效率
9.7.2 传输线损耗
9.7.3 源和负载失配
9.8 史密斯圆图
9.8.1 阻抗圆图
9.8.2 导纳的计算
9.9 传输线的阻抗匹配
9.9.1 用四分之一波长变换器进行阻抗匹配
9.9.2 单短截线匹配
9.10 传输线的瞬态分析
9.10.1 瞬时响应以及信号反射图
9.10.2 脉冲传输
9.11 路量和场量的比较
习题
附录
附录1 必须牢记的若干公式和定理
附录2 矢量代数和矢量分析常用公式
附录3 勒让德方程与勒让德多项式
附录4 贝塞尔方程与贝塞尔函数
附录5 狄拉克δ函数简介
附录6 球坐标下的散度与旋度
附录7 二维域有限元法计算公式的证明
附录8 任意形状的磁偶极子模型的矢位
部分习题答案