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文檔簡介

1、電磁場與電磁波理論思考題第1章思考題1.1 什么是標量?什么是矢量?什么是矢量的分量?1.2 什么是單位矢量?什么是矢量的單位矢量?1.3 什么是位置矢量或矢徑?直角坐標系中場點和源點之間的距離矢量是如何表示的?1.4 什么是右手法則或右手螺旋法則?1.5 若兩個矢量相互垂直,則它們的標量積應等于什么?矢量積又如何?1.6 若兩個矢量相互平行,則它們的矢量積應等于什么?標量積又如何?1.7 若兩個非零矢量的標量積等于零,則兩個矢量應垂直還是平行?1.8 若兩個非零矢量的矢量積等于零,則兩個矢量應垂直還是平行?1.9 直角坐標系中矢量的標量積和矢量積如何計算?1.10 什么是場?什么是標量場?什

2、么是矢量場?1.11 什么是靜態(tài)場或恒定場?什么是時變場?1.12 什么是等值面?它的特點有那些?1.13 什么是矢量線?它的特點有那些?1.14 哈密頓算子為什么稱為矢量微分算子?1.15 標量函數的梯度的定義是什么?物理意義是什么?1.16 什么是通量?什么是環(huán)量?1.17 矢量函數的散度的定義是什么?物理意義是什么?1.18 矢量函數的旋度的定義是什么?物理意義是什么?1.19 什么是拉普拉斯算子?標量和矢量的拉普拉斯運算分別是如何定義的?1.20 直角坐標系中梯度、散度、旋度和拉普拉斯算子在的表示式是怎樣的?1.21 三個重要的矢量恒等式是怎樣的?1.22 什么是無源場?什么是無旋場?

3、1.23 為什么任何一個梯度場必為無旋場?為什么任何一個無旋場必為有位場?1.24 為什么任何一個旋度場必為無源場?為什么任何一個無源場必為旋度場?1.25 高斯散度定理和斯托克斯定理的表示式和意義是什么?1.26 什么是矢量的唯一性定理?1.27 在無限大空間中是否存在既無源又無旋的場?為什么?1.28 直角坐標系中的長度元、面積元和體積元是如何表示的?1.29 圓柱坐標系中的長度元、面積元和體積元是如何表示的?1.30 球面坐標系中的長度元、面積元和體積元是如何表示的?第2章思考題2.1 什么是體電荷、面電荷、線電荷和點電荷?他們分別是如何定義的?2.2 什么是試驗電荷?什么是電場強度?2

4、.3 什么是電介質、磁介質和導體或導電媒質?2.4 什么是電偶極子?電偶極矩矢量是如何定義的?2.5 什么是電極化強度?電介質的極化現象是怎樣的?2.6 什么是電位移或電通量密度?2.7 什么是相對介電常數和(絕對)介電常數?什么是自由空間?2.8 什么是線性各向同性的電介質?2.9 什么是恒定電流?什么是時變電流?什么是傳導電流?什么是運流電流?2.10 什么是體電流、面電流和線電流?他們分別是如何定義的?2.11 什么是微分形式歐姆定律?2.12 什么是洛倫茲力?什么是磁感應強度?2.13 什么是磁偶極子?磁偶極矩矢量是如何定義的?2.14 什么是磁化強度? 磁介質的磁化現象是怎樣的?2.

5、15 什么是順磁質?什么是抗磁質?什么是鐵磁性物質?2.16 什么是相對磁導率和(絕對)磁導率?2.17 什么是磁場強度?2.18 什么是線性各向同性的磁介質?2.19 電磁學的三大基本實驗定律是哪三個?2.20 什么是庫侖定律?什么是靜電場的環(huán)量定律?什么是高斯定律?2.21 由靜電場的環(huán)量定律可以什么結論?2.22 穿過任一高斯面的電場強度通量與該閉合曲面所包圍的哪些電荷有關?2.23 穿過任一高斯面的電位移通量與該閉合曲面所包圍的哪些電荷有關?2.24 高斯面上的場矢量與高斯面外的電荷是否有關?為什么?2.25 什么是安培定律?什么是比奧薩伐爾定律?2.26 什么是磁通連續(xù)性定律?什么是

6、安培環(huán)路定律?2.27 磁場強度沿任一閉合回路的環(huán)量與哪些電流有關?2.28 磁感應強度沿任一閉合回路的環(huán)量與哪些電流有關?2.29 閉合回路上的磁場強度與閉合回路以外的電流是否有關?為什么?2.30 什么是感應電流?什么是感應電場?什么是感應電動勢?2.31 什么是法拉第電磁感應定律?2.32 什么是電荷守恒定律?電荷守恒定律的數學表達式是怎樣的?2.33 麥克斯韋的漩渦電場假設的基本思想是什么?2.34 什么是位移電流?什么是位移電流密度?2.35 什么是全電流?什么是全電流密度?什么是全電流連續(xù)性定律?2.36 為什么說五個基本方程不是獨立的?2.37 什么是電磁場的邊界條件?他們是如何

7、得到的?2.38 為什么邊界條件的討論分解成法向分量和切向分量來進行?2.39 在不同媒質分界面上,永遠是連續(xù)的是電磁場的哪些分量?2.40 電磁場的哪些分量當不存在傳導面電流和自由面電荷時是連續(xù)的?2.41 什么是理想介質?什么是理想導體?2.42 邊界條件有哪三種常用形式?他們有什么特點?2.43 在理想導體表面上不存在電磁場的什么分量?2.44 垂直于理想導體表面的是電力線還是磁力線?平行于理想導體表面的是電力線還是磁力線?2.45 理想導體表面的面電流密度等于磁場的什么分量?理想導體表面面電荷密度等于電場的什么分量?第3章思考題3.1 什么是靜電場?如何由是麥克斯韋方程組得到靜電場的基

8、本方程?3.2 靜電場是無源場還是無旋場?3.3 靜電場邊界條件有哪兩種常用形式?他們有什么特點?3.4 在靜電場中的不同電介質分界面上,電場強度和電位移的什么分量總是連續(xù)的?3.5 什么是靜電場折射定律?3.6 靜電場的什么分量在導體表面總是為零?導體表面面電荷密度等于電場的什么分量?3.7 在靜電場中,電場強度沿一個開放路徑的線積分與積分路徑是否有關?為什么?3.8 靜電場中任一點的電位是如何定義的?什么是零電位參考點?3.9 靜電場中任一點的電位是否是唯一的?電場強度是否是唯一的?3.10 什么是等位面?電場強度矢量與等位面有什么關系?為什么?3.11 什么是電位的泊松方程和拉普拉斯方程

9、?什么是電場強度的泊松方程和拉普拉斯方程?3.12 電位的邊界條件是如何得到的?為什么電位在界面上總是連續(xù)?3.13 為什么說導體必為等位體,導體與電介質的交界面必為等位面?3.14 靜電場的能量和能量密度是如何計算的?3.15 導體的電容與哪些因素有關?與導體的電位和所帶的電量是否有關?3.16 什么是電容器?電容器的電容是如何定義的?3.17 電容器的電容與其電場儲能有什么關系?3.18 什么是靜電場分布型問題?什么是靜電場的邊值型問題?3.19 靜電場的邊值問題可以分為哪三類?3.20 什么是靜電場唯一性定理?它是如何證明的?3.21 靜電場邊值問題主要解法有哪些?3.22 什么是直接積

10、分法?什么情況下可以采用直接積分法?直接積分法的基本步驟是什么?3.23 直角坐標系中一維電位分布的拉普拉斯方程的通解是怎樣的?電荷均勻分布和線性分布區(qū)域電位的通解各是怎樣的?3.24 圓柱坐標系中無源區(qū)域、電荷均勻分布和線性分布區(qū)域三個一維電位分布滿足的二階微分方程各是怎樣的?電位的通解各是怎樣的?3.25 球面坐標系中無源區(qū)域、電荷均勻分布和線性分布區(qū)域三個一維電位分布滿足的二階微分方程各是怎樣的?電位的通解各是怎樣的?3.26 什么是分離變量法?什么是分離常數?什么是分離方程?3.27 直角坐標系中的分離常數有哪幾個?直角坐標系中的分離方程是怎樣的?3.28 直角坐標系中的分離方程的通解

11、與分離常數有什么關系?3.29 直角坐標系中分離變量法的的兩種常見的二維問題是指什么情況?3.30 什么是直角坐標系中分離變量法的基本問題?3.31 如何根據基本問題的邊界條件選取通解的具體形式?3.32 如何利用三角函數的正交性或者傅立葉級數的公式來確定基本問題的最終解?3.33 什么是鏡像法?什么是鏡像電荷?如何確定鏡像電荷?3.34 點電荷關于無限大導體平面的鏡像電荷是如何確定的?此時導體表面的感應電荷有什么特點?3.35 無限大導體平面上方與其平行的無限長直的均勻線電荷的鏡像是怎樣的?(畫圖)3.36 兩個無限大相交理想導體平面之間的夾角滿足什么條件才能采用鏡像法?鏡像電荷的數目與夾角

12、有什么關系?(畫圖)3.37 兩個平行的無限大導體平面之間的點電荷的鏡像電荷有多少?(畫圖)3.38 接地導體球外的點電荷的鏡像電荷是如何確定的?導體表面的感應電荷有什么特點?(畫圖)3.39 接地導體球內的點電荷的鏡像電荷是如何確定的?導體表面的感應電荷有什么特點?(畫圖)3.40 如果導體球或球殼沒有接地,如何借助于鏡像法來求各處的場分布?3.41 什么是靜電場的數值解法?什么是“場域型”數值方法?什么是 “邊界型”數值方法?3.42 什么是有限差分法?有限差分法的基本步驟是什么?3.43 二維泊松方程對應的差分方程是怎樣的?3.44 二維靜電場邊值問題的有限差分法的基本步驟是怎樣的?3.

13、45 什么是差分方程的超松弛迭代法求解?它的基本步驟是怎樣的?3.46 什么是矩量法?矩量法的三個基本步驟是什么?3.47 靜電場邊值問題的矩量法的基本步驟是怎樣的?第4章思考題4.1 什么是恒定電流或直流?什么是時變電流或交流?4.2 什么是恒定電場?如何由是麥克斯韋方程組得到恒定電場的基本方程?4.3 恒定電場是無源場還是無旋場?4.4 在電導率不同的導體的分界面上,電場強度和電流密度的什么分量是連續(xù)的?4.5 在不同導體的分界面上電場強度和電流密度的什么分量是不連續(xù)的?4.6 恒定電場中電位與靜電場的電位有什么異同點?4.7 為什么在線性和各向同性的均勻媒質中恒定電場中電位總是滿足的拉普

14、拉斯方程?4.8 線性和各向同性的均勻媒質中是否存在體電荷?4.9 導電媒質分界面上的面電荷的密度是如何確定的?4.10 什么情況下,導電媒質分界面上的不存在面電荷?4.11 什么是電流的熱效應?恒定電場的功率損耗是如何計算的?4.12 什么是焦耳定律的微分形式和積分形式?4.13 什么是漏電流?什么是漏電導?4.14 什么是靜電比擬法?它有什么用處?4.15 什么情況下可以將靜電場與恒定電場相比擬?4.16 電容器的漏電導與電容的對應關系是怎樣的?4.17 什么是恒定磁場?如何由是麥克斯韋方程組得到恒定磁場的基本方程?4.18 恒定磁場是無源場還是無旋場?4.19 在磁導率不同的磁介質的分界

15、面上,磁場強度和磁感應強度什么分量是連續(xù)的?4.20 在不同磁介質的分界面上磁場強度和磁感應強度的什么分量是不連續(xù)的?4.21 什么是恒定磁場折射定律?4.22 什么是恒定磁場鏡像法?4.23 恒定磁場的矢量磁位是如何定義的?4.24 什么是庫侖條件或庫侖規(guī)范?為什么恒定磁場的矢量磁位要滿足庫侖條件或庫侖規(guī)范?4.25 什么是恒定磁場矢量磁位的泊松方程和拉普拉斯方程?4.26 由比奧薩伐爾定律得到的恒定磁場矢量磁位的積分表示式是否滿足恒定磁場的微分方程?4.27 恒定磁場的標量磁位是如何定義的?它有什么要求?4.28 為什么恒定磁場的標量磁位只是滿足拉普拉斯方程?4.29 恒定磁場的標量磁位的

16、邊界條件是如何得到的?4.30 恒定磁場的能量和能量密度是如何計算的?4.31 什么是導體載流回路的電感?它與哪些因素有關?4.32 什么是自感?什么是互感?什么是內自感?什么是外自感?4.33 導體回路的電感與導體回路的電流是否有關?4.34 導體載流回路的電感與磁場儲能有什么關系?第5章思考題5.1 什么是時諧電磁場?什么是時諧電磁場的復振幅和復振幅矢量?5.2 如何由時變電磁場的基本方程得到時諧電磁場的基本方程(基本方程的復數形式)?5.3 如何由時變電磁場的結構方程得到時諧電磁場的結構方程(結構方程的復數形式)?5.4 如何由時變電磁場的邊界條件得到時諧電磁場的邊界條件(邊界條件的復數

17、形式)?5.5 時諧電磁場邊界條件有哪三種常用形式?他們有什么特點?5.6 在不同媒質分界面上,永遠是連續(xù)的是時諧電磁場的哪個分量?5.7 在理想導體表面上不存在時諧電磁場的什么分量?5.8 垂直于理想導體表面的是時諧電磁場的電力線還是磁力線?平行于理想導體表面的是時諧電磁場的電力線還是磁力線?5.9 理想導體表面的面電流密度等于時諧電磁場的什么分量?理想導體表面面電荷密度等于時諧電磁場的什么分量?5.10 什么是導電媒質的復介電常數?什么是導電媒質的損耗角正切?5.11 時變電磁場的矢量磁位和標量電位是如何定義?5.12 什么是洛倫茲條件或洛倫茲規(guī)范?洛倫茲條件與電流連續(xù)性方程是否是一致的?

18、5.13 什么情況下矢量磁位和標量電位滿足齊次達蘭貝爾方程?5.14 什么情況下電場強度和磁場強度滿足齊次達蘭貝爾方程?5.15 什么是滯后位?什么是超前位?為什么在無限大自由空間中只有滯后位?5.16 矢量磁位和標量電位的滯后位是怎樣的?5.17 時諧電磁場的矢量磁位和標量電位是如何定義?5.18 如何得到時諧電磁場的矢量磁位和標量電位的洛倫茲條件或洛倫茲規(guī)范?5.19 如何得到時諧電磁場的矢量磁位和標量電位的亥姆霍茲方程(復波動方程)?5.20 如何得到時諧電磁場的矢量磁位和標量電位的滯后位和超前位?5.21 瞬時坡印廷矢量是如何定義的?它的物理意義是什么?它有什么特性?5.22 什么是瞬

19、時坡印廷定理的微分形式和積分形式?瞬時坡印廷定理的物理意義是什么?5.23 什么是平均坡印廷矢量?5.24 復坡印廷矢量是如何定義的?它的物理意義是什么?5.25 天線的作用是什么?天線有哪些類型?5.26 什么是電基本振子?什么是磁基本振子?5.27 什么是線天線?什么是對稱天線?什么是半波天線?5.28 什么是近區(qū)場?什么是遠區(qū)場?5.29 電基本振子的近區(qū)場有什么特性?5.30 電基本振子的遠區(qū)場有什么特性?5.31 磁基本振子的近區(qū)場有什么特性?5.32 磁基本振子的遠區(qū)場有什么特性?5.33 基本振子和磁基本振子的電場有什么異同點?它們誰的輻射能力大?5.34 基本振子和磁基本振子的

20、對偶性是怎樣的?5.35 什么是水平極化天線?什么是垂直極化天線?5.36 天線的方向性因子、方向函數和方向圖指的是什么?5.37 什么是天線的E面方向圖?什么是天線的H面方向圖?5.38 什么是無方向天線?什么是全向天線?什么是定向天線?5.39 基本振子、磁基本振子和半波天線的方向圖有什么特點?5.40 什么是天線輻射功率?天線的半功率波瓣寬度和零功率波瓣寬度是如何定義的?5.41 基本振子和磁基本振子的半功率波瓣寬度和零功率波瓣寬度的大小是怎樣的?5.42 什么是天線陣?它的作用是什么?決定天線陣的輻射特性的主要參數有哪些?5.43 天線陣方向圖相乘原理是指什么?5.44 什么是均勻直線

21、式天線陣?什么是均勻直線式邊射陣?什么是均勻直線式端射陣?第6章思考題6.1 什么是平面波?什么是柱面波?什么是球面波?6.2 什么是均勻平面波?什么是非均勻平面波?6.3 什么是均勻球面波?什么是非均勻球面波?6.4 什么是橫電磁波(TEM波)、橫電波(TE波)和橫磁波(TM波)?6.5 均勻平面波的傳播特性有哪些?6.6 均勻平面波的傳播參數有哪些?6.7 什么是均勻平面波的極化?均勻平面波的極化有什么特點?6.8 什么是線極化?什么是圓極化?什么是橢圓極化?6.9 什么是右旋圓極化波?什么是左旋圓極化波?6.10 什么情況下均勻平面波是線極化?什么情況下均勻平面波是圓極化波?6.11 什

22、么情況下均勻平面波是右旋圓極化波?什么情況下均勻平面波是左旋圓極化波?6.12 什么是傳播矢量?沿任意方向傳播的均勻平面波的電磁場的一般形式是怎樣的?6.13 什么是傳播常數?什么是衰減常數?什么是相位常數?6.14 導電媒質中傳播的均勻平面波具有什么特點?6.15 什么是弱導電媒質(低損耗媒質)?什么是良導體(強損耗媒質)?6.16 什么是趨膚效應?什么是趨膚深度(透入深度)?6.17 什么是表面阻抗?什么是表面電阻?什么是表面電抗?6.18 導體的熱損耗是如何計算的?6.19 什么是入射波、反射波、透射波和折射波?6.20 什么是垂直入射?什么是斜入射?6.21 什么是入射面?什么是垂直極

23、化斜入射?什么是平行極化斜入射?(用圖表示)6.22 什么是反射系數?什么是透射系數(折射系數)?6.23 垂直入射的反射系數和透射系數有什么關系?6.24 垂直入射到理想導體表面時合成電磁場的振幅分布是怎樣的?(用圖表示)6.25 什么是反射定律?什么是折射定律?6.26 垂直極化斜入射的反射系數和透射系數(費涅爾公式)有什么關系?6.27 平行極化斜入射的反射系數和透射系數(費涅爾公式)有什么關系?6.28 什么是駐波比?什么是波腹?什么是波節(jié)?什么是行波?什么是駐波?6.29 什么是無反射(全折射)?什么是全反射?全反射時是否存在折射波?6.30 什么是布儒斯特角?非鐵磁性媒質分界面的無

24、反射條件是什么?6.31 什么是臨界角?非鐵磁性媒質分界面的全反射條件是什么?第7章思考題7.1 什么是波導?什么是導波?什么是均勻波導(規(guī)則波導)?7.2 什么是縱向場法?什么是縱向場導波方程?7.3 什么是橫向拉普拉斯算子?什么是二維的導波方程?7.4 什么是二維的橫向哈密頓算子?如何得到用縱向場表示的橫向場?7.5 什么是模式(波型、波或模)?波導中傳播的模式可以分成哪四種?7.6 什么是TEM模?TEM模存在的條件是什么?TEM模的場在橫截面上的分布規(guī)律是什么?7.7 什么是TE模?什么是TM模?它們的傳播條件是什么?7.8 什么是傳播模式?什么是截止模式?7.9 截止波數、截止波長和

25、截止頻率之間的關系是怎樣的?7.10 金屬波導內TE模和TM模和傳播特性與均勻平面波的傳播特性有什么不同?7.11 波導波長、截止波長和工作波長三者之間的關系是怎樣的?7.12 相速度、群速度與電磁波的傳播速度之間的關系是怎樣的?7.13 TE模和TM模的波阻抗或波型阻抗是如何定義的?它們與均勻平面波的波阻抗有什么不同?7.14 什么是色散波?什么是幾何色散?什么是媒質色散?7.15 矩形波導中的兩個縱向場是如何表示的?7.16 矩形波導中的截止參數有什么特點?7.17 什么是簡并模式和模式簡并?7.18 什么是主模?什么是高次模?什么是最低型高次模?7.19 什么是截止區(qū)?什么是單模傳播?什

26、么是多模傳播?7.20 矩形波導中的單模傳播的條件是什么?7.21 什么是場結構(模式圖)?電力線和磁力線的分布應遵循的規(guī)律有哪些?7.22 矩形波導內傳播模式的場結構的主要特點是什么?7.23 矩形波導中各種模式的場結構的規(guī)律是什么?7.24 圓形波導中的兩個縱向場是如何表示的?7.25 圓形波導中的截止參數有什么特點?7.26 什么是極化簡并?什么是異模簡并?7.27 圓波導中的單模傳播的條件是什么?7.28 圓波導中的三種常用模式的特點是什么?7.29 什么是擊穿場強?什么是功率容量?7.30 什么是管壁電流?什么是電流線?金屬波導中的電流線有什么特點?7.31 什么是強輻射縫?什么是無

27、輻射縫?怎樣才能得到“強輻射縫”或“無輻射縫”?7.32 什么是導體衰減常數?什么介質衰減常數是如何計算的?7.33 同軸線中可以傳播哪些模式?為什么?7.34 同軸線中的主模是什么模式?橫截面的場分布有什么特點?7.35 同軸線中最低型高次模是什么模式?它的截止波長近似值是多少?為了抑制同軸線的高次模,使TEM模單模工作的最高頻率(最小波長)是多少?第8章思考題8.1 均勻傳輸線中的主模的等效電壓和等效電流是如何定義的?8.2 均勻傳輸線中的高次模的等效電壓和等效電流是如何定義的?8.3 均勻傳輸線中的傳輸功率可以直接利用等效電壓和等效電流計算嗎?為什么?8.4 什么是傳輸線的分布參數效應?傳輸線的分布參數有哪些?傳輸線的分布參數等效電路是如何得到的?8.5 什么是均勻傳輸線?什么是非均勻傳輸線?8.6 什么是無耗傳輸線?什么是有耗傳輸線8.7 什么是傳輸線基本方程(傳輸線方程或電報方程)?它們與麥克斯韋方程有什么關系

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