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電磁場理論及應(yīng)用(第三版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030758781
- 條形碼：9787030758781 ; 978-7-03-075878-1
- 裝幀：平裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電磁場理論及應(yīng)用(第三版) 內(nèi)容簡介
全書共10章。前5章為電磁場的基本理論，包括電磁場的基本性質(zhì)和方程，靜電場的基本方程和性質(zhì)，恒定電流的電場和磁場的基本性質(zhì)和方程，電磁場的輻射和傳播，電磁場與媒質(zhì)的相互作用問題。后5章是電磁場中的數(shù)學(xué)物理方法，包括分離變量法、復(fù)變函數(shù)法、格林函數(shù)法、電磁場積分方程法和計算機方法。在每一章末配有一定數(shù)量的習(xí)題，供讀者鍛煉分析和解決電磁場問題的能力，其中有一部分習(xí)題為正文內(nèi)容的補充和推廣。
電磁場理論及應(yīng)用(第三版) 目錄
目錄上篇 電磁場的基本理論 第1章 電磁場的基本性質(zhì)和方程 2 1.1 場和源 2 1.1.1 電磁場的一些基本概念 2 1.1.2 源——電荷和電流 3 1.1.3 電荷守恒和電流連續(xù)性 4 1.2 電磁場的基本方程組 4 1.2.1 麥克斯韋方程組 4 1.2.2 媒質(zhì)電磁性質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系 5 1.3 媒質(zhì)分界面上電磁場場量的銜接條件 6 1.4 電磁場的能量守恒和轉(zhuǎn)化定律 7 1.5 電磁場的動量守恒定律 9 1.6 電磁場的波動性 12 1.7 電磁場的動態(tài)位 13 1.7.1 電磁場的位函數(shù) 13 1.7.2 達(dá)朗貝爾方程 14 1.7.3 規(guī)范不變性 15 1.7.4 達(dá)朗貝爾方程的解 15 1.8 電磁場基本方程組的自洽性與完備性 16 1.9 正弦電磁場 18 1.9.1 正弦電磁場的復(fù)數(shù)表示法 18 1.9.2 坡印亭定理的復(fù)數(shù)形式 19 1.9.3 亥姆霍茲方程 19 1.10 運動系統(tǒng)的電磁場 20 1.10.1 相對性原理與洛倫茲變換 20 1.10.2 電流密度與電荷密度的變換 24 1.10.3 相對論中電場與磁場的變換關(guān)系 27 1.11 電磁場方程的四維形式 30 1.11.1 四維空間 31 1.11.2 四維空間的向量 32 1.11.3 麥克斯韋方程組的四維形式 33 習(xí)題1 36 第2章 靜電場的基本性質(zhì)和方程 38 2.1 靜電場的一般特性 38 2.1.1 靜電場的基本方程 38 2.1.2 電位及其微分方程 39 2.1.3 靜電場的邊界條件 39 2.2 位場的基本定理 40 2.2.1 格林定理 40 2.2.2 靜電場的唯一性定理 40 2.2.3 格林互易定理 41 2.2.4 靜電場的疊加原理 43 2.3 三維泊松方程的積分解 44 2.4 格林等效層定理 47 2.5 二維泊松方程的積分解 50 2.6 場在無限遠(yuǎn)處的性質(zhì)和積分收斂問題 52 2.6.1 電場和電位在無限遠(yuǎn)處的性質(zhì) 52 2.6.2 積分的收斂性 53 2.7 多極子展開 54 2.7.1 電偶極子 54 2.7.2 電位的多極子展開 55 2.8 場強和電位的連續(xù)性問題 58 2.8.1 體電荷分布和面電荷分布 58 2.8.2 電偶極層（電殼） 59 2.9 靜電場中的能量 61 2.9.1 靜電能量與能量密度 61 2.9.2 導(dǎo)體系的靜電能量 64 2.9.3 靜電能量的幾個定理 64 2.10 靜電力 66 2.10.1 應(yīng)用虛功原理計算靜電場中的力 66 2.10.2 電場體積力與表面力 66 2.10.3 關(guān)于作用在介質(zhì)上的靜電力的討論 68 習(xí)題2 71 第3章 恒定磁場的基本性質(zhì)和方程 74 3.1 恒定電流及其電場 74 3.1.1 電流恒定分布的必要條件 74 3.1.2 恒定電流的電場 75 3.1.3 電流分布的規(guī)律 76 3.2 恒定電流的磁場及其一般特性 80 3.2.1 恒定磁場的基本方程 80 3.2.2 恒定磁場的矢量磁位 80 3.2.3 恒定磁場的標(biāo)量磁位 81 3.2.4 恒定磁場的唯一性定理 83 3.3 多極子展開 85 3.3.1 磁偶極子 85 3.3.2 矢量磁位的多極子展開 86 3.4 恒定磁場中連續(xù)性問題 87 3.4.1 體電流和面電流分布 87 3.4.2 磁偶層 88 3.5 矢量格林公式及其應(yīng)用 89 3.5.1 矢量格林公式 89 3.5.2 方程*的積分 90 3.6 恒定磁場中的能量 92 3.6.1 磁場能量與能量密度 92 3.6.2 非線性媒質(zhì)中的磁場能量 93 3.7 磁場力 93 習(xí)題3 95 第4章 電磁波的輻射和傳播 97 4.1 輻射場與電磁波 97 4.1.1 基爾霍夫公式 97 4.1.2 輻射場的性質(zhì) 100 4.2 電磁波在理想介質(zhì)中的傳播 102 4.3 電磁波在導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播——集膚效應(yīng) 104 4.4 電磁波的反射和折射——全反射 106 4.4.1 電介質(zhì)分界面上的反射和折射 107 4.4.2 電介質(zhì)分界面上的全反射和全折射 109 4.4.3 導(dǎo)電媒質(zhì)表面上的反射和折射 111 4.4.4 理想導(dǎo)體表面上的正入射和駐波 113 4.5 電磁波在波導(dǎo)管中的傳播 115 4.5.1 電磁波解的分類 116 4.5.2 截止頻率fc 118 4.5.3 矩形波導(dǎo)管 119 4.5.4 波導(dǎo)模式 121 4.5.5 圓波導(dǎo) 121 4.5.6 波導(dǎo)腔壁的損耗 122 4.6 電磁波在同軸傳輸線中的傳播 122 4.6.1 同軸傳輸線中的TM波和TE波 123 4.6.2 同軸傳輸線中的TEM波 123 4.6.3 同軸傳輸線的電報方程 124 4.7 電磁駐波與諧振腔 126 4.8 群速度 128 4.9 電磁波在等離子體中的傳播 132 4.9.1 無磁場情況 132 4.9.2 有磁場情況 134 4.10 電磁波在磁各向異性媒質(zhì) 中的傳播 139 4.10.1 鐵氧體的磁導(dǎo)率張量 139 4.10.2 無限大磁化鐵氧體中的平面波 140 4.11 電磁波在電各向異性媒質(zhì)中的傳播 143 4.11.1 無耗電各向異性介質(zhì)中的波動方程 143 4.11.2 尋常波與非尋常波 145 4.12 表面電磁波及其存在條件 147 4.12.1 表面電磁波 147 4.12.2 表面電磁波的存在條件 150 4.12.3 沿圓柱傳播的波 151 4.13 介質(zhì)波導(dǎo) 151 4.13.1 介質(zhì)平板中波解的形式 151 4.13.2 TE波 152 4.13.3 TM波 155 4.14 電磁波的散射 156 4.14.1 平面波用柱面波表示 156 4.14.2 理想導(dǎo)電圓柱體對TM模平面波的散射 157 4.14.3 理想導(dǎo)電圓柱體對TE模平面波的散射 158 4.14.4 理想導(dǎo)電球?qū)ζ矫娌ǖ纳⑸?160 習(xí)題4 162 第5章 電磁場與媒質(zhì)的相互作用 164 5.1 電介質(zhì)退極化場的分析 164 5.1.1 電介質(zhì)的極化與極化強度 164 5.1.2 電介質(zhì)的退極化場 165 5.1.3 電介質(zhì)中的電場 166 5.1.4 人工電介質(zhì) 167 5.2 電介質(zhì)的極化理論 169 5.2.1 無極分子情況 169 5.2.2 有極分子情況 170 5.3 電介質(zhì)的色散理論 172 5.3.1 介電常數(shù)的色散定律 173 5.3.2 介質(zhì)色散的經(jīng)典模型 174 5.3.3 導(dǎo)體的色散 177 5.4 磁介質(zhì)退磁化場的分析 178 5.4.1 磁介質(zhì)的磁化與磁化強度 178 5.4.2 磁介質(zhì)的退磁化場 179 5.4.3 磁介質(zhì)中的磁場 180 5.5 磁介質(zhì)的磁化理論 181 5.5.1 反磁質(zhì) 181 5.5.2 順磁質(zhì) 182 5.6 鐵磁質(zhì)的磁化 184 5.6.1 鐵磁質(zhì)的外斯理論 184 5.6.2 永磁體 186 5.7 電磁場的非線性問題 189 5.7.1 非線性磁介質(zhì) 189 5.7.2 復(fù)磁導(dǎo)率和有效磁導(dǎo)率 191 5.8 超導(dǎo)體的電磁性質(zhì) 192 5.8.1 超導(dǎo)現(xiàn)象 192 5.8.2 倫敦方程 193 5.8.3 超導(dǎo)體電動力學(xué)方程 195 5.8.4 超導(dǎo)體的復(fù)電導(dǎo)率 196 5.8.5 Ⅰ型超導(dǎo)體和Ⅱ型超導(dǎo)體 197 5.9 等離子體中的電磁場 197 5.9.1 磁流體方程 198 5.9.2 等離子體的一些物理性質(zhì) 198 5.9.3 等離子體中的電磁波傳播 202 5.10 電磁超材料 204 習(xí)題5 207下篇 電磁場中的數(shù)學(xué)物理方法第6章 分離變量法 209 6.1 直角坐標(biāo)系中拉普拉斯方程的解 209 6.2 圓柱坐標(biāo)系中拉普拉斯方程的解 211 6.2.1 平面極坐標(biāo)中的情形 211 6.2.2 圓柱坐標(biāo)系中的情形 214 6.3 球坐標(biāo)系中拉普拉斯方程的解 218 6.4 疊片鐵心中的渦流 224 6.5 導(dǎo)體中的電磁場——擴散過程 226 6.5.1 薄鐵心片問題 226 6.5.2 矩形截面柱體鐵心問題 227 6.5.3 圓柱體鐵心問題 229 6.6 鐵磁球體問題 231 6.6.1 鐵磁球體中磁場的消失 232 6.6.2 鐵磁球體的正弦穩(wěn)態(tài) 234 6.7 一般正交曲線坐標(biāo)系中的分離變量法 236 6.7.1 正交曲線坐標(biāo)系 236 6.7.2 帶電金屬盤的表面電荷分布 239 6.8 本征值及本征函數(shù) 240 6.8.1 本征函數(shù)與本征值 240 6.8.2 無窮區(qū)域問題 241 6.9 非齊次問題 244 6.9.1 定解問題的分解 244 6.9.2 本征函數(shù)展開法 245 6.9.3 近似方法——局部適合法 248 習(xí)題6 248 第7章 復(fù)變函數(shù)法 251 7.1 復(fù)變函數(shù)的一些基本概念 251 7.1.1 共軛調(diào)和函數(shù) 251 7.1.2 解析函數(shù)的保角性質(zhì) 252 7.2 復(fù)位函數(shù) 253 7.3 保角變換 259 7.4 多邊形邊界的施瓦茲變換 262 7.4.1 施瓦茲變換 263 7.4.2 施瓦茲變換式中常數(shù)和界點的確定 264 7.4.3 應(yīng)用施瓦茲變換求解平板電容器的邊緣電場 265 7.5 橢圓積分和橢圓函數(shù) 267 7.5.1 橢圓積分 268 7.5.2 橢圓函數(shù) 270 7.5.3 橢圓函數(shù)的性質(zhì)及幾個特殊值 271 習(xí)題7 272 第8章 格林函數(shù)法 273 8.1 格林函數(shù)和狄拉克*函數(shù)簡述 273 8.1.1 點源的概念及其數(shù)學(xué)表示 273 8.1.2 格林函數(shù) 275 8.1.3 格林函數(shù)的基本性質(zhì) 278 8.2 兩種特殊區(qū)域的格林函數(shù)及狄利克雷問題的解 279 8.2.1 半空間的格林函數(shù) 279 8.2.2 球域的格林函數(shù) 280 8.3 求格林函數(shù)的本征函數(shù)展開法 282 8.3.1 無限長矩形金屬管問題 282 8.3.2 格林函數(shù)的本征函數(shù)展開 283 8.4 格林函數(shù)的分離變量法解 284 8.5 格林函數(shù)的積分變換法解 288 8.5.1 一般步驟 289 8.5.2 分離變量解和積分變換解的關(guān)系 291 8.6 二維格林函數(shù)的保角變換解法 292 8.7 亥姆霍茲方程的積分形式解 293 習(xí)題8 296 第9章 電磁場的積分方程 298 9.1 靜電場的直接邊界積分程 298 9.2 靜電場的間接邊界積分方程 301 9.3 靜電場的魯賓積分方程——用面電荷密度作為變量 304 9.3.1 電介質(zhì)中的凈電荷密度 304 9.3.2 電介質(zhì)問題的魯賓積分方程 306 9.3.3 導(dǎo)體問題的魯賓積分方程 307 9.4 靜電場的魯賓積分方程——用電位作為變量 308 9.4.1 電介質(zhì)問題的積分方程 308 9.4.2 導(dǎo)體問題的積分方程 312 9.5 磁化強度M的積分方程 312 9.6 全標(biāo)量磁位*的積分方程 314
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電磁場理論及應(yīng)用(第三版) 作者簡介
馬西奎，1985年5月生人，西安交通大學(xué)教授。博士生導(dǎo)師，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，加拿大多倫多大學(xué)訪問科學(xué)家（1994～1995年）。獲得“西安交通大學(xué)開元基礎(chǔ)課優(yōu)秀教學(xué)獎”特等獎、“王寬成育才獎”、第一屆教學(xué)卓越獎、1999～2014年研究生學(xué)位與教育工作突出貢獻(xiàn)獎和第一屆研究生教育優(yōu)秀導(dǎo)師等。獲得國家級教學(xué)成果獎二等獎1項和陜西省教學(xué)成果獎二等獎2項。 曾任西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院副院長、教育部高等學(xué)校工科電工課程教學(xué)指導(dǎo)委員會委員、教育部高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會秘書長和國際電磁場問題與應(yīng)用國際會議（ICEF' 2016）主席。現(xiàn)任全國高等學(xué)校電磁場教學(xué)與教材研究會理事長、中國電機工程學(xué)會理論電工專業(yè)委員會副主任委員、中國高校電工電子在線開放課程聯(lián)盟工作委員會副主任委員和中國電工技術(shù)學(xué)會國際電磁場計算與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議聯(lián)絡(luò)辦公室委員。 從事電磁場理論及其數(shù)值分析和電力電子系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析的研究工作30余年。主持國家自然科學(xué)基金項目、教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金項目、教育部高等學(xué)校骨干教師資助計劃項目1O余項及企業(yè)合作項目30余項。發(fā)表論文200余篇。其中SCI收錄150余篇。出版專著6部，出版主編教材5部，主譯和參譯教材2部。 指導(dǎo)畢業(yè)博士研究生37名和碩士研究生55名。其中有1人獲全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文、3人獲陜西省優(yōu)秀博士學(xué)位論文、5人獲西安交通大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文。
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