《電磁場(chǎng)與電磁波》教學(xué)大綱

1、電磁場(chǎng)與電磁波教學(xué)大綱一、課程編號(hào)：313.01804二、課程名稱（學(xué)時(shí)）：電磁場(chǎng)與電磁波（51學(xué)時(shí)）三、先修課程：高等數(shù)學(xué)，數(shù)理方法，大學(xué)物理四、課程教學(xué)目的培養(yǎng)正確的思維和分析問題的能力，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：存在著“場(chǎng)”與“路”兩種既密切又相距甚遠(yuǎn)的理論，并學(xué)會(huì)用“場(chǎng)”的觀點(diǎn)去觀察、分析、計(jì)算一些簡(jiǎn)單、典型的場(chǎng)的問題。為處理實(shí)際的場(chǎng)問題打下初步的理論基礎(chǔ)。五、課程教學(xué)基本要求1 準(zhǔn)確掌握電磁場(chǎng)的有關(guān)定律、定理、Maxwell 方程等的物理意義及數(shù)學(xué)表達(dá)式。2 能夠運(yùn)用所學(xué)的理論，獨(dú)立分析、計(jì)算一些簡(jiǎn)單、典型的電磁場(chǎng)與波的問題。3 熟悉一些重要的電磁場(chǎng)問題的數(shù)學(xué)模型（如波動(dòng)方程，拉氏方程等）的建立

2、過程，以及重要問題（如反射、折射定律、費(fèi)涅爾公式，求解電偶極子的電磁場(chǎng)）的分析方法。六、教學(xué)基本內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配前言： （1學(xué)時(shí)）第1章 靜電場(chǎng)（6學(xué)時(shí)）復(fù)習(xí)梯度、散度、旋度、簡(jiǎn)述亥姆霍茲（Helmhotz ）定理。靜電場(chǎng)的基本方程（旋度方程及散度方程）、電位、電偶極子，電介質(zhì)*、邊界條件、導(dǎo)體系的電容、電場(chǎng)能量與電場(chǎng)力*。第2章 恒流磁場(chǎng)（3學(xué)時(shí)）恒流磁場(chǎng)的基本方程（旋度方程及散度方程）、矢量磁位A 、磁偶極子*、電感（自感、互感）、磁場(chǎng)能量與磁場(chǎng)力*。第3章 恒定電場(chǎng)（2學(xué)時(shí)）恒定電場(chǎng)的基本方程（E 0，J 0）、邊界條件、恒定電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的比擬。第4章 靜態(tài)場(chǎng)的解法（8學(xué)時(shí)）泊松（Pois

3、son ）方程、拉普拉斯（Laplace ）方程，唯一性定理。分離變量法求解直坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、球坐標(biāo)*中的二維場(chǎng)、鏡象法（平面鏡象、柱面鏡像*、球面鏡象、介質(zhì)鏡象）。習(xí)題課：（2學(xué)時(shí)）第5章 交變電磁場(chǎng)（4學(xué)時(shí)）麥?zhǔn)希∕axwell ）方程、邊界條件、坡印廷（Poynting ）定理、坡印廷矢量。第6章 平面波（5學(xué)時(shí)）波動(dòng)方程、平面波的參量（k 、p 、g ）、電磁波的極化（偏振）、導(dǎo)電媒質(zhì)及良導(dǎo)體中的波、導(dǎo)電媒質(zhì)中的損耗功率，趨膚效應(yīng)、表面阻抗。第7章 波的反射、折射（4學(xué)時(shí)）波垂直入射、斜入射時(shí)的反射及折射（反射定律、折射定律、臨界角c 、布儒斯特角B ）、費(fèi)涅爾（Fresnel ）公式

4、。第8章 規(guī)則波導(dǎo)（6學(xué)時(shí)）矩形波導(dǎo)的波動(dòng)方程及其解、波導(dǎo)模式的參量（c 、g 、p 、g 、Z TE 、Z TM ）,TE 10模（場(chǎng)量、參數(shù)、場(chǎng)結(jié)構(gòu)、傳輸功率P 、衰減常數(shù)）、TE 10單模傳輸。習(xí)題課：（2學(xué)時(shí)）第9章 電磁波輻射（4學(xué)時(shí)）滯后位、由矢量磁位A 求電偶極子的電磁場(chǎng)、近區(qū)場(chǎng)及遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)、電偶極子參量（輻射功率、輻射電阻）、方向性。說明：（1）共51學(xué)時(shí)。場(chǎng)的部分為22學(xué)時(shí)、波的部分為25學(xué)時(shí)、期中測(cè)驗(yàn)2學(xué)時(shí)、機(jī)動(dòng)2學(xué)時(shí)。（2）帶星號(hào)（*）的部分為非重點(diǎn)內(nèi)容。七、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：場(chǎng)的定律、定理、Maxwell 方程以及電磁波參量等的物理意義及數(shù)學(xué)表達(dá)。 場(chǎng)的理論的應(yīng)用：包括解題及初步工程應(yīng)用。難點(diǎn)：場(chǎng)的概念及場(chǎng)的思維方式的建立。應(yīng)用理論解決實(shí)際問題。八、主要教學(xué)形式（方法）課堂講授、課堂討論。投影儀、CAI 等教學(xué)手段相配合。九、使用教材名稱、作者及出版社電磁場(chǎng)與電磁波 焦其祥、李書芳、李莉、張陽安、高澤華著 科學(xué)出版社電磁