应用型本科规划教材:电磁场与微波

第1章矢量分析与场论

1.1标量、矢量和场

1.1.1标量的概念

1.1.2矢量的概念

1.1.3场的概念

1.2矢量的基本运算

1.2.1矢量的数乘

1.2.2矢量的加法和减法

1.2.3标量积(点积)

1.2.4矢量积(叉积)

1.3三种常用的正交坐标系

1.3.1直角坐标系

1.3.2圆柱坐标系

1.3.3球坐标系

1.3.4三种正交坐标系中的矢量基本运算

1.3.5三种坐标系之间的关系

1.4标量场的梯度

1.4.1标量场的等值面

1.4.2方向导数

1.4.3梯度

1.5矢量场的散度

1.5.1矢量的通量

1.5.2散度

1.6矢量函数的旋度

1.6.1矢量的环量

1.6.2旋度

1.7格林(Green)定理和亥姆霍兹(Helmholtz)定理

1.7.1格林定理

1.7.2亥姆霍兹定理

本章小节

习题

第2章静态电场与恒定电场

2.1电场强度

2.1.1库仑定律

2.1.2电场强度和分布电荷之间关系

2.2真空中的静电场基本方程

2.2.1静电场的通量

2.2.2静电场的环量

2.2.3真空中的静电场方程

2.3电位

2.3.1电位的概念

2.3.2电场强度与电位的关系

2.3.3电荷与电位的关系

2.4静电场中的导体与介质

2.4.1静电场中的导体

2.4.2静电场中的电介质

2.5介质中的静态电场基本方程

2.5.1介质中的高斯定理

2.5.2静电场的基本方程

2.5.3电荷在导电媒质中的积累

2.6恒定电流和恒定电场

2.6.1电流及其空间分布

2.6.2欧姆定律和焦耳定量

2.6.3电流连续性方程

2.7边界条件，唯一性定理与镜像法

2.7.1静电场边界条件

2.7.2唯一性定理

2.7.3镜像法

2.8导体系统的电容与静电场的能量

2.8.1电容

2.8.2静电场的能量

2.9恒定电场与静电场的比较

本章小结

习题

第3章恒定电流的磁场

3.1磁感应强度

3.1.1毕奥-萨伐尔定律与安培力定律

3.1.2洛仑兹力

3.2真空中的静磁场基本方程

3.2.1磁感应强度的散度与磁通连续性原理

3.2.2磁场强度和导磁媒质中的安培环路定律

3.2.3真空中的静磁场基本方程

3.3磁位

3.3.1矢量磁位

3.3.2标量磁位

3.4媒质的磁化和磁场强度

3.4.1媒质的磁化

3.4.2媒质中的恒定磁场基本方程

3.5恒定磁场的边界条件

3.5.1法向分量的关系

3.5.2切向分量的关系

3.6自感、互感以及静磁能量

3.6.1电感、自感和互感

3.6.2互感的计算

3.6.3磁场的能量

本章小结

习题

第4章时变电磁场与电磁波

4.1麦克斯韦方程组

4.1.1法拉第电磁感应定律

4.1.2位移电流和全电流定律

4.1.3麦克斯韦方程组

4.2时变电磁场的边界条件

4.2.1不同媒质分解面的边界条件

4.2.2理想介质分界面之间的边界条件

4.2.3理想介质与理想导体分界面的边界条件

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时谐变电磁场

4.4.1时谐变电磁场的形成过程

4.4.2时谐变电磁场的复矢量表示方式

4.4.3复数形式的麦克斯韦方程组

4.4.4复数形式的坡印廷矢量

4.5平面电磁波

4.5.1波动方程

4.5.2理想媒质中的均匀平面电磁波

4.5.3向任意方向传播的均匀平面电磁波

4.5.4均匀无限大导电媒质中的均匀平面电磁波

4.5.5趋肤效应

4.6电磁波的极化、色散与群速

4.6.1电磁波的极化

4.6.2相速、群速与色散的关系

4.7平面边界上均匀平面波的入射

4.7.1平面电磁波向理想介质的垂直入射

4.7.2平面边界上均匀平面波的斜入射

本章小结

习题

第5章均匀传输线理论

5.1均匀传输线理论概述

5.1.1导波形式及传输线的分类

5.1.2双导线型传输线基本要求以及分布参数

5.1.3传输线分析方法

5.2传输线方程及其解

5.2.1均匀双导体传输线的分布参数及其等效电路

5.2.2电报方程及其解

5.2.3无耗传输线的基本特性

5.3均匀无耗传输线的等效

5.3.1行波工作状态

5.3.2纯驻波工作状态

5.3.3行驻波工作状态

5.4圆图及其应用

5.4.1等反射系数圆

5.4.2阻抗圆图

5.4.3导纳圆图

5.4.4圆图应用举例

5.5有耗传输线

5.5.1有耗传输线的特性参数

5.5.2有耗传输线上的电压、电流和阻抗的分布

5.5.3有耗线上传输效率的计算

5.6双导线与同轴线

5.6.1平行双导线

5.6.2同轴线

5.6.3同轴线中不连续性的等效电路

5.7微带传输线

5.7.1微带线中的主模

5.7.2微带线的特性阻抗、相速与波长

5.7.3微带线的色散特性

5.8传输线的匹配

5.8.1三种匹配状态及其匹配方法

5.8.2阻抗匹配网络

本章小结

习题

……

第6章波导与谐振腔

第7章微波网络基础

第8章天线辐射与接收

第9章电磁波的应用

参考文献

本教材是"应用型本科建筑学专业规划教材"。针对应用型本科院校的建筑学专业特点和教学要求而编写。编写内容强调"三本"特色，本着"因材施教"的原则，概念清楚，突出应用，尽量减少计算，追求易教易学的效果。写作形式上力求活泼新颖，增加了许多来自现场的照片，趣味生动，吸引学生。

《应用型本科规划教材:建筑物理》以建筑声学、建筑光学、建筑热工学为核心，包括物理环境概论、建筑声学基本知识、吸声与隔声、室内声学与音质设计、噪声控制、建筑光学基本知识、天然采光、建筑照明、建筑热工学基础知识、建筑围护结构的传热、建筑保温、建筑防热、建筑日照、建筑节能等14部分内容。

本教材可作为建筑学、城市规划、园林景观等专业建筑物理课程的教材，也可供从事建筑设计与建筑施工的技术人员和土建专业成人高等教育师生参考。