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電磁場與電磁波(第2版) 版權信息
- ISBN：9787302589457
- 條形碼：9787302589457 ; 978-7-302-58945-7
- 裝幀：70g膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
電磁場與電磁波(第2版) 本書特色
配套教材《MATLAB電磁場與微波技術仿真》(梅中磊等編著，清華大學出版社)《電磁場與電磁波學習指導與典型題解》(梅中磊等編著，清華大學出版社)本書特色本書是為高等院校電子信息類專業主干基礎課程“電磁場與電磁波”編寫的本科生教材，是教育部一流本科課程“電磁場與電磁波”建設教材。其指導思想在于在一定程度上降低教材難度，強化物理概念的解釋，淡化數學計算的推導。本教材融合了蘭州大學“電磁場理論”教研組長期的教學經驗，具有以下特點：? 思維導圖 提供全書以及各章的思維導圖，方便讀者從全局的高度把握電磁場與電磁波的內容，提綱攜領。 通俗易懂 物理概念解釋通俗易懂；數學公式推導化繁為簡；鞏固舉例恰如其分；穿插“順口溜”讓知識更容易記憶。 寓研于教 教材中有機融合*新科研進展，精選*具代表性的例題，如《科學》《物理評論快報》等著名刊物的內容，激發讀者興趣，利于培養科研素養。 聯系生活 增加日常生活中的電磁現象，給予深入淺出的解釋，學以致用。 利于實踐 為書中實例提供完整的MATLAB程序代碼，方便動手實踐。 重點突出 增加“難點點撥”“重點提醒”“答疑解惑”等內容，幫助讀者解決學習中的困惑。 教學資源 教學大綱 教學課件 動畫視頻 程序代碼 思維導圖 配套插圖 教改論文說明：關注“人工智能科學與技術”微信公眾號，在 “知識”→“資源下載”→“配書資源”菜單獲取下載鏈接(或到清華大學出版社網站本書頁面獲取下載鏈接)。 教學名師執筆編著！國家級一流本科課程！教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材！微課視頻、教學課件、程序代碼、思維導圖
電磁場與電磁波(第2版) 內容簡介
本書是教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材,高等學校電子信息類專業系列教 材,蘭州大學重量“品質課程”使用教材。全書共分7章,從矢量分析與場論入手,著重討論電磁場與電 磁波的基本內容,包括矢量分析、靜電場、穩恒電場與磁場、靜態場邊值問題的解法、時變電磁場、電磁波的 傳播、電磁波的輻射等內容。書末有部分習題參考答案和附錄(三種常用坐標系下涉及的場論公式、重要 的矢量恒等式、希臘字母表、常用保角變換對照表等)。 本書具有“一石三鳥”的功效。具體使用中,可以單純將本書作為教科書使用,并使用配套的教學幻燈 片; 也可以將各章節中的MATLAB代碼匯總,支撐相關課程的虛擬仿真實驗或者課程設計; 還可以將所 涉及的科技前沿內容和電磁應用部分匯集,作為創新創業學院或者大學生科研的案例來實施。 本書適合電子信息類、電氣類專業的本科生使用,尤其適合開展研究型教學的基礎理論班、創新人才 培養基地等使用,對于大學生進行科研有積極的促進作用; 也可以作為相關專業研究生的參考教材。
電磁場與電磁波(第2版) 目錄
目錄
第1章矢量分析
1.1矢量的代數運算
1.1.1標量場和矢量場
1.1.2標量積與矢量積
1.1.3矢量的混合積
1.2標量場的梯度、矢量場的散度與旋度
1.2.1標量場的梯度
1.2.2矢量場的散度
1.2.3矢量場的旋度
1.2.4標量場的拉普拉斯運算
1.3矢量積分定理
1.3.1高斯散度定理
1.3.2斯托克斯定理
1.3.3格林定理
1.4三種常用坐標系
1.4.1坐標變量和基本單位矢量
1.4.2坐標變量之間的關系
1.4.3基本單位矢量之間的關系——單位圓法
1.4.4三種常用坐標系中的線元、面元和體元
1.4.5三種常用坐標系中的梯度、散度、旋度及拉普拉斯運算表達式
*1.5MATLAB繪制矢量場和標量場
本章小結
習題
第2章靜電場
2.1庫侖定律和電場強度
2.1.1庫侖定律
2.1.2電場強度
2.1.3場的疊加原理和庫侖場強法
2.1.4點電荷密度的數學表示
2.1.5電力線
*2.1.6用MATLAB繪制電力線
2.2真空中靜電場的性質
2.2.1E通量
2.2.2高斯定理
2.2.3靜電場的無旋性
2.2.4真空中靜電場的基本方程
2.3靜電勢
2.3.1靜電勢的基本概念
2.3.2計算電場的電勢法
2.3.3等勢面
2.3.4電勢的微分方程
2.4電偶極子
2.4.1電偶極子的電場
2.4.2均勻外電場對電偶極子的作用
2.5電介質的極化和電位移矢量
2.5.1電介質的極化和電極化強度
2.5.2束縛電荷
2.5.3電位移矢量和介質中的高斯定理
2.5.4介質中靜電場的基本方程
*2.5.5極化相消的隱形機理
2.6靜電場的邊界條件
2.6.1兩種媒質間靜電場的邊界條件
2.6.2兩種介質間靜電場的邊界條件
2.6.3介質與導體間靜電場的邊界條件
2.7電容
2.7.1靜電場中的導體
2.7.2孤立導體和雙導體的電容
*2.7.3電容器的并聯和串聯與等效材料
2.8靜電場的能量
2.8.1帶電體系統的電場能量
2.8.2電場的能量密度
*2.9科技前沿： 靜電隱形衣
本章小結
習題
第3章穩恒電場與磁場
3.1電流密度和電荷守恒定律
3.1.1電流與電流密度
3.1.2電流元
3.1.3傳導電流與運流電流
3.1.4電動勢
3.1.5電荷守恒定律——電流連續性方程
3.2穩恒電流的電場
3.2.1導電媒質中穩恒電場的基本方程
3.2.2穩恒電場的邊界條件
3.2.3焦耳定律
3.2.4穩恒電場的靜電比擬和電導
*3.3科技前沿： 直流電型隱身衣
3.4安培定律和磁感應強度
3.4.1安培定律
3.4.2磁感應強度： 畢奧薩伐爾定律
*3.4.3磁單極子
3.4.4洛倫茲力
3.5矢量勢、穩恒磁場的基本性質
3.5.1磁通連續性原理
3.5.2矢量勢及其微分方程
3.5.3安培環路定律
3.5.4真空中穩恒磁場的基本方程
3.6磁偶極子及磁場對其的作用
3.6.1磁偶極子的磁場
3.6.2穩恒磁場對磁偶極子的作用
3.7物質的磁化和磁場強度
3.7.1物質的磁化與磁化強度
3.7.2磁化電流
3.7.3磁場強度與磁介質中的安培環路定律
3.7.4磁介質中穩恒磁場的基本方程
3.7.5磁標勢
3.7.6磁路
3.8磁場的邊界條件
3.8.1兩種磁介質間磁場的邊界條件
3.8.2無自由面電流時兩種磁介質間磁場的邊界條件
3.8.3磁介質與理想導磁體間磁場的邊界條件
3.9電感
3.9.1互感
3.9.2自感
*3.9.3互感計算和無線輸電
3.10磁場能量
3.10.1電流回路系統的磁場能量
3.10.2磁場的能量密度
*3.11科技前沿： 靜磁隱身衣
本章小結
習題
第4章靜態場邊值問題的解法
4.1靜態場邊值問題的分類和唯一性定理
4.1.1靜態場邊值問題的分類
4.1.2靜態場的邊值條件
4.1.3靜態場邊值問題的求解方法
4.1.4唯一性定理
4.1.5基于唯一性定理求解邊值問題
*4.1.6科技前沿： 有源隱形的理論基礎
4.2鏡像法
4.2.1鏡像法的原理
4.2.2導體與介質平面邊界的鏡像法
4.2.3導體與介質圓柱面邊界的鏡像法
4.2.4導體與介質球面邊界的鏡像法
4.2.5兩種介質間平面邊界的鏡像法
4.3直角坐標系下的分離變量法
4.3.1分離變量法簡介
4.3.2直角坐標系內的分離變量法
4.3.3邊界條件的疊加
4.4圓柱坐標系內的分離變量法
4.4.1通解的三種形式
*4.4.2特殊函數不特殊： 用MATLAB繪制貝塞爾函數等曲線
*4.4.3科技前沿： 柱狀隱形裝置的分離變量法分析
*4.5球坐標系內的分離變量法
4.5.1球坐標系內的分離變量法
4.5.2軸對稱情況下勢函數的通解表達式
4.5.3特殊函數不特殊——用MATLAB繪制勒讓德多項式曲線
4.5.4科技前沿： 球狀靜場隱形裝置的分離變量法分析
4.6保角變換法
4.6.1復變函數及其性質
4.6.2保角變換法求解平面場問題的原理
4.6.3常見的保角變換
4.6.4許瓦茲克利斯多菲變換
*4.6.5神通廣大的保角變換
本章小結
習題
第5章時變電磁場
5.1法拉第電磁感應定律
5.1.1法拉第電磁感應定律
5.1.2感應電動勢的計算
5.1.3動生電動勢的另一種推證方法
*5.1.4再議無線輸電
5.2位移電流和全電流定律
5.3麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式
5.3.1麥克斯韋方程組
5.3.2正弦電磁場基本方程的復數形式
5.3.3洛倫茲力
5.4電磁場的邊值關系
5.4.1兩種媒質間電磁場的邊值關系
5.4.2兩種理想介質間電磁場的邊值關系
5.4.3介質與理想導體間電磁場的邊值關系
5.5電磁場的能量守恒定律與坡印亭矢量
5.5.1電磁場的能量守恒定律——坡印亭定理
5.5.2坡印亭矢量——能流密度矢量
5.5.3正弦場的復數坡印亭矢量與復功率
5.6電磁場的矢量勢和標量勢
5.6.1電磁場的矢量勢和標量勢介紹
5.6.2洛倫茲條件與動態勢的波動方程——達朗貝爾方程
5.7推遲勢和似穩電磁場
5.7.1達朗貝爾方程的解——推遲勢
5.7.2似穩條件和似穩電磁場
5.7.3電磁理論與電路理論之間的關系
*5.8科技前沿： 麥克斯韋方程組的空間協變性——電磁隱身衣的基本原理
*5.9時變電磁場在生活中的應用
5.9.1電磁炮
5.9.2電磁秋千
5.9.3磁懸浮
5.9.4電磁阻尼
*5.10利用MATLAB實現矢量場散度和旋度的可視化
本章小結
習題
第6章電磁波的傳播
6.1理想介質中的均勻平面電磁波
6.1.1電磁波的波動方程及其解——均勻平面電磁波
6.1.2復波動方程和均勻平面波的傳播特性
6.1.3均勻平面波的能量密度和能流密度
6.1.4均勻平面電磁波的極化
6.1.5均勻平面電磁波的性質
*6.1.6雙負電磁參數媒質中的均勻平面電磁波
6.2媒質的頻散和電磁波的相速與群速
6.2.1媒質的頻散及其復介電常數
6.2.2磁介質的復磁導率
6.2.3導電媒質的頻散及其等效復介電常數
6.2.4電磁波的相速度和群速度
6.3電磁波在有耗媒質中的傳播
6.3.1有耗媒質中傳播的均勻平面波
6.3.2導電媒質中傳播的均勻平面波
6.4電磁波在介質分界面上的反射與折射
6.4.1反射定律與折射定律
6.4.2菲涅耳公式
6.4.3全反射
6.4.4正入射
*6.4.5負折射和零折射
6.5電磁波在導體表面上的反射與折射
6.5.1電磁波在導體表面上的反射與折射介紹
6.5.2駐波
*6.5.3金屬界面的表面波——SPP
6.5.4趨膚效應和鄰近效應
6.5.5趨膚深度及表面電阻
6.5.6渦流及其應用
6.5.7電磁屏蔽
6.6波導和諧振腔
6.6.1高頻電磁能量的傳輸
6.6.2矩形波導中的電磁波
6.6.3諧振腔
*6.7科技前沿： 左手材料的前世今生
6.7.1左手材料的基本特性
6.7.2左手材料的實現
6.7.3左手材料的應用領域
*6.8行波、駐波、極化等電磁波的MATLAB可視化
本章小結
習題
第7章電磁波的輻射
7.1天線的分類和常用電參數
7.1.1天線的分類
7.1.2天線的常用電參數
7.1.3天線輻射場的求解方法
7.2電偶極子輻射和磁偶極子輻射
7.2.1電偶極子輻射
7.2.2電磁場的對偶原理——二重性原理
7.2.3磁偶極子輻射
*7.2.4使用MATLAB繪制天線方向圖
7.3振子天線
7.3.1對稱半波振子天線
7.3.2任意長度的振子天線
*7.3.3MATLAB在天線場計算中的應用
7.4天線陣
7.4.1二元陣
7.4.2均勻直線式天線陣
7.4.3均勻平面天線陣
7.4.4立體天線陣
*7.5電磁超表面的相控陣解釋
*7.6超材料天線介紹
本章小結
習題
部分習題參考答案
附錄A三種常用坐標系中一些量的表達式
附錄B矢量恒等式
B.1矢量代數恒等式
B.2矢量微分恒等式
B.3矢量積分恒等式
附錄C物理常數
附錄D希臘字母表
附錄E用于構成十進制倍數和分數單位的詞頭
附錄F常用保角變換對照表
參考文獻
展開全部
電磁場與電磁波(第2版) 作者簡介
梅中磊：蘭州大學信息科學與工程學院副院長、教授、博士生導師，蘭州大學第六屆學術委員會委員，甘肅省教學名師，“飛天學者”特聘教授，“寶鋼”優秀教師，甘肅省青年教師成才獎獲得者，蘭州大學第三屆我最喜愛的“十大教師”和“師德標兵”。長期從事本科生課程“電磁場與電磁波”“數學物理方法”及研究生課程“電磁數學”的講授。倡導研究型教學和本科生參與科研實踐，并開展相關教學研究。主持“研究型教學在'電磁場理論'課程中的實踐及示范應用”項目，獲省級教學成果二等獎。主要研究領域為新型人工電磁材料及器件等。先后主持和參與國家自然科學基金、甘肅省自然科學基金等科研項目，2014年獲得省高校科技進步一等獎。近年來在國際期刊發表高水平SCI論文50余篇，其中指導本科生在美國《物理評論快報》發表論文2篇。
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