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電磁場與電磁波(第4版) 版權信息
- ISBN：9787302663447
- 條形碼：9787302663447 ; 978-7-302-66344-7
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電磁場與電磁波(第4版) 本書特色
本書面向“三全育人”教育目標組織內容，體現(xiàn)知識、能力和素質的有機結合，以基本電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律為基礎，圍繞“復雜電磁工程問題”，闡述電磁場與電磁波的基本概念、原理及基本應用。在論述方法上立足通俗性，突出理工融合，注重研究型，以提升教材的深度、廣度和高階性。全書在總結教學團隊豐富教學經(jīng)驗的基礎上，從電磁場理論應用的角度出發(fā)，闡述電磁場與電磁波的基本概念、規(guī)律和計算方法，培養(yǎng)學生建立起“場”與“波”的概念及聯(lián)系——學會“場”與“路”的分析方法；掌握用“場”的觀點去觀察、分析、解決電磁場問題。瞄準科學前沿，培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新思維能力，提高分析和解決復雜電磁工程問題的能力。
? 易教易學 系統(tǒng)闡述理論的同時，注重內容的實用性和可讀性，減少理論公式的繁雜數(shù)學推導，創(chuàng)新并賦予公式明確的物理含義，便于讀者理解和運用。
? 前后銜接 強調知識內容和分析方法的前后連貫性，妥善處理與前期課程和后續(xù)課程的銜接。
? 認知規(guī)律 按照學生的認識規(guī)律編排內容，將數(shù)學工具工程化，將抽象問題形象化，將復雜問題簡單化，將零散問題系統(tǒng)化，并打上作者理解的“標簽”。
? 層次分明 以“場”與“波”為主線，以麥克斯韋方程為紐帶，按照由淺入深、循序漸進的方式對知識層次進行闡述，環(huán)環(huán)相扣，前后呼應。
? 技術前沿 介紹電磁科學領域的新進展、新方法和新應用，激發(fā)學習興趣，啟迪創(chuàng)新思維。
電磁場與電磁波(第4版) 內容簡介
本書面向“三全育人”(全員育人、全程育人、全方位育人)教育目標組織內容,以基本電磁現(xiàn)象的普遍 規(guī)律為基礎,系統(tǒng)論述電磁場與電磁波的基本概念、基本原理及基本應用。全書共分9章: 第1章介紹正 交坐標系和矢量分析,為后續(xù)章節(jié)奠定數(shù)學知識基礎; 第2章介紹靜電場與恒定電場,詳細論述了基本電 場方程、電場邊界條件、電偶極子、介質極化、電容、電場能量及電場力等; 第3章介紹恒定磁場,詳細論述 了基本磁場方程、磁場邊界條件、矢量磁位、介質磁化、電感、磁場能量及磁場力等; 第4章介紹靜態(tài)場的邊 值問題及其解法,詳細論述了分離變量法、鏡像法、有限差分法及其應用等; 第5章介紹時變電磁場的性 質,詳細論述了麥克斯韋方程組、坡印亭矢量、交變場的位等; 第6章介紹無界媒質中的均勻平面波,詳細 論述了平面波的性質、電磁波的極化、平面波在良介質及良導體中的傳播特性等; 第7章介紹電磁波的反 射和折射,詳細論述了平面波在理想導體表面、理想介質分界面及導電媒質分界面反射和折射的性質; 第 8章介紹導行電磁波,詳細論述了雙導體傳輸線、波導等導波傳輸系統(tǒng)和諧振腔的性質及其基本應用; 第9 章介紹電磁輻射,詳細論述了電磁輻射過程、電偶極子、磁偶極子、電磁場的對偶性、對稱振子天線、天線基 本參數(shù)及應用等。 本書可以作為高等院校電子信息類與電氣信息類專業(yè)“電磁場理論基礎”相關課程的教材,也可作為 從事電波傳播、電磁兼容、射頻與微波技術的科研和工程技術人員的參考工具書。
電磁場與電磁波(第4版) 目錄
緒論
第1章矢量分析
1.1矢量代數(shù)
1.1.1標量和矢量
1.1.2矢量的加法和減法
1.1.3矢量的乘法
1.2幾種常用的坐標系
1.2.1正交坐標系
1.2.2直角坐標系
1.2.3圓柱坐標系
1.2.4球坐標系
1.3標量場的梯度
1.3.1標量場的等值面
1.3.2方向導數(shù)
1.3.3梯度
1.4矢量場的通量與散度
1.4.1通量
1.4.2散度
1.4.3散度定理
1.5矢量場的環(huán)量與旋度
1.5.1環(huán)量
1.5.2旋度
1.5.3斯托克斯定理
1.6無旋場與無散場
1.6.1無旋場
1.6.2無散場
1.7拉普拉斯運算與格林定理
1.7.1拉普拉斯運算
1.7.2格林定理
1.8亥姆霍茲定理
1.9沖激函數(shù)及其性質
習題
第2章靜電場與恒定電場
2.1庫侖定律與電場強度
2.1.1庫侖定律
2.1.2電場強度及其疊加原理
2.2電場強度的通量和散度
2.2.1電場強度的通量
2.2.2電場強度的散度
2.3電場強度的環(huán)量及旋度
2.3.1電場強度的環(huán)量
2.3.2電場強度的旋度
2.4靜電場的電位函數(shù)
2.4.1電場強度與電位函數(shù)
2.4.2電位函數(shù)的表達式
2.5電偶極子
2.5.1電偶極子的電位函數(shù)
2.5.2電偶極子靜電場的電場強度
2.5.3電偶極子靜電場的等位面和電場線
2.6靜電場中的導體和介質
2.6.1靜電場中的導體
2.6.2靜電場中的介質
2.6.3介質中電位移矢量的通量和散度
2.6.4電位移矢量與電場強度的關系
2.7泊松方程與拉普拉斯方程
2.8靜電場的邊界條件
2.8.1電位移矢量的法向邊界條件
2.8.2電場強度的切向邊界條件
2.8.3電位函數(shù)的邊界條件
2.9導體系統(tǒng)的電容
2.9.1雙導體及孤立導體的電容
2.9.2多導體的電容系數(shù)與部分電容
2.10靜電場的能量與靜電力
2.10.1靜電場的能量
2.10.2靜電場的能量密度
2.10.3靜電力
2.11恒定電場
2.11.1電流與電流密度矢量
2.11.2恒定電場的基本性質
2.11.3恒定電場的邊界條件
2.11.4靜電場比擬法與電導
2.11.5損耗功率與焦耳定律
習題
第3章恒定磁場
3.1恒定磁場的基本定律
3.1.1安培力定律
3.1.2畢奧薩伐爾定律
3.2真空中的恒定磁場方程
3.2.1恒定磁場的散度及磁通連續(xù)性原理
3.2.2矢量磁位及其方程
3.2.3恒定磁場的旋度及安培環(huán)路定理
3.2.4標量磁位
3.3磁偶極子與介質的磁化
3.3.1磁偶極子及其矢量磁位
3.3.2介質的磁化
3.3.3介質中的恒定磁場方程
3.4恒定磁場的邊界條件
3.4.1磁感應強度的法向邊界條件
3.4.2磁場強度的切向邊界條件
3.4.3恒定磁場位函數(shù)的邊界條件
3.5電感
3.5.1自電感
3.5.2互電感
3.5.3電感的計算
3.6恒定磁場的能量和磁場力
3.6.1恒定磁場的能量及能量密度
3.6.2恒定磁場的磁場力
習題
第4章靜態(tài)場的邊值問題及其解法
4.1邊值問題的類型及唯一性定理
4.1.1邊值問題的分類
4.1.2靜電場解的唯一性定理
4.2分離變量法
4.2.1直角坐標系中的分離變量法
4.2.2圓柱坐標系中的分離變量法
4.2.3球坐標系中的分離變量法
4.3鏡像法
4.3.1平面鏡像
4.3.2球面鏡像與柱面鏡像
4.4有限差分法
4.4.1有限差分法基本原理
4.4.2有限差分法的基本實現(xiàn)方法
習題
第5章時變電磁場
5.1麥克斯韋方程組
5.1.1麥克斯韋**方程
5.1.2麥克斯韋第二方程
5.1.3麥克斯韋第三方程
5.1.4麥克斯韋第四方程
5.1.5麥克斯韋方程組的形式
5.1.6媒質的本構方程
5.2時變電磁場的邊界條件
5.2.1法向場的邊界條件
5.2.2切向場的邊界條件
5.3時諧電磁場及麥克斯韋方程組的復數(shù)形式
5.3.1時諧電磁場的復數(shù)形式
5.3.2麥克斯韋方程組的復數(shù)形式
5.4時變電磁場的能量及功率
5.4.1坡印亭定理
5.4.2復坡印亭矢量及平均坡印亭矢量
5.5時變電磁場的唯一性定理
5.6電磁場的位函數(shù)及波動方程
習題
第6章無界媒質中的均勻平面波
6.1理想介質中的均勻平面波
6.1.1亥姆霍茲方程與均勻平面波
6.1.2理想介質中均勻平面波的特性
6.1.3理想介質中均勻平面波的一般表達式
6.2電磁波的極化
6.2.1線極化
6.2.2圓極化
6.2.3橢圓極化
6.2.4極化波的合成與分解
6.2.5電磁波的極化與天線的極化方式
6.3導電媒質中的均勻平面波
6.3.1導電媒質中的波動方程與均勻平面波
6.3.2導電媒質中均勻平面波的特性
6.3.3良介質與良導體
6.3.4趨膚效應
6.3.5表面阻抗、交流電阻
6.3.6損耗功率
6.4時域有限差分法
6.4.1麥克斯韋方程的差分格式
6.4.2UPML吸收邊界條件
習題
第7章均勻平面波在不同媒質分界面的反射與折射
7.1平面波垂直入射到理想導體表面
7.2平面波垂直入射到理想介質間的分界面
7.3平面波斜入射到理想導體表面
7.3.1垂直極化波斜入射
7.3.2平行極化波斜入射
7.4平面波斜入射到理想介質間的分界面
7.4.1平行極化波斜入射
7.4.2垂直極化波斜入射
7.4.3全折射、全反射與表面波
7.5平面波在導電媒質分界面的反射與折射
7.6平面波在多層媒質分界面的垂直入射
7.7人工電磁材料
7.7.1負折射效應
7.7.2完美透鏡效應
7.7.3負相速度
7.7.4逆多普勒頻移
7.7.5逆切倫科夫輻射
7.7.6完美吸波材料
習題 第8章導行電磁波 8.1導行電磁波傳播模式及其傳播特性 8.1.1TEM波 8.1.2TM波 8.1.3TE波 8.2雙導體傳輸線 8.2.1平行雙線傳輸系統(tǒng) 8.2.2同軸傳輸線 8.2.3微帶線 8.3矩形波導 8.3.1矩形波導中的TM波 8.3.2矩形波導中的TE波 8.3.3簡并模、主模及單模傳輸 8.3.4矩形波導的傳播特性參數(shù)及傳輸功率 8.4圓波導 8.4.1圓波導中的TM波 8.4.2圓波導中的TE波 8.4.3圓波導的傳播特性 8.4.4圓波導的幾種主要波形 8.5諧振腔 8.5.1諧振腔的基本參數(shù) 8.5.2矩形諧振腔 8.5.3圓諧振腔
8.6基片集成波導 習題 第9章電磁輻射 9.1滯后位 9.2電偶極子的輻射 9.2.1電偶極子電磁場的激發(fā)與輻射 9.2.2電偶極子的輻射場
9.3磁偶極子的輻射 9.4電與磁的對偶原理 9.5對稱振子天線 9.5.1對稱振子天線上的電流分布 9.5.2對稱振子天線的遠區(qū)場
9.6天線的基本參數(shù) 9.6.1方向性函數(shù)、方向圖與方向性系數(shù) 9.6.2輸入阻抗與駐波比 9.6.3極化 9.6.4效率 9.6.5增益 9.6.6波瓣寬度 9.6.7前后比和副瓣電平 9.6.8有效長度與頻帶寬度
習題 附錄A矢量基本運算公式 附錄B洛倫茲規(guī)范 附錄C無線電頻段劃分 附錄D常用導體材料的參數(shù) 附錄E常用介質材料的參數(shù) 附錄F常用物理常數(shù) 附錄G一維吸收邊界條件UPML的實現(xiàn) 附錄H梯度、散度和旋度的計算公式 附錄I電位移矢量D、磁場強度H與極化電荷、磁化電流關系的討論 附錄J電磁波反射系數(shù)與折射系數(shù)不同表述的等效性 附錄K習題參考答案 附錄L專業(yè)名詞解釋 參考文獻
習題 第8章導行電磁波 8.1導行電磁波傳播模式及其傳播特性 8.1.1TEM波 8.1.2TM波 8.1.3TE波 8.2雙導體傳輸線 8.2.1平行雙線傳輸系統(tǒng) 8.2.2同軸傳輸線 8.2.3微帶線 8.3矩形波導 8.3.1矩形波導中的TM波 8.3.2矩形波導中的TE波 8.3.3簡并模、主模及單模傳輸 8.3.4矩形波導的傳播特性參數(shù)及傳輸功率 8.4圓波導 8.4.1圓波導中的TM波 8.4.2圓波導中的TE波 8.4.3圓波導的傳播特性 8.4.4圓波導的幾種主要波形 8.5諧振腔 8.5.1諧振腔的基本參數(shù) 8.5.2矩形諧振腔 8.5.3圓諧振腔
8.6基片集成波導 習題 第9章電磁輻射 9.1滯后位 9.2電偶極子的輻射 9.2.1電偶極子電磁場的激發(fā)與輻射 9.2.2電偶極子的輻射場
9.3磁偶極子的輻射 9.4電與磁的對偶原理 9.5對稱振子天線 9.5.1對稱振子天線上的電流分布 9.5.2對稱振子天線的遠區(qū)場
9.6天線的基本參數(shù) 9.6.1方向性函數(shù)、方向圖與方向性系數(shù) 9.6.2輸入阻抗與駐波比 9.6.3極化 9.6.4效率 9.6.5增益 9.6.6波瓣寬度 9.6.7前后比和副瓣電平 9.6.8有效長度與頻帶寬度
習題 附錄A矢量基本運算公式 附錄B洛倫茲規(guī)范 附錄C無線電頻段劃分 附錄D常用導體材料的參數(shù) 附錄E常用介質材料的參數(shù) 附錄F常用物理常數(shù) 附錄G一維吸收邊界條件UPML的實現(xiàn) 附錄H梯度、散度和旋度的計算公式 附錄I電位移矢量D、磁場強度H與極化電荷、磁化電流關系的討論 附錄J電磁波反射系數(shù)與折射系數(shù)不同表述的等效性 附錄K習題參考答案 附錄L專業(yè)名詞解釋 參考文獻
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電磁場與電磁波(第4版) 作者簡介
張洪欣： 北京郵電大學電子工程學院教授/博士生導師，北京市教學名師，北京市師德先鋒，北京市課程思政教學名師及團隊負責人，國家級一流本科課程負責人，國家級一流本科專業(yè)負責人，中國研究生電子設計競賽優(yōu)秀指導教師，世界機器人大賽優(yōu)秀指導教師，北京郵電大學優(yōu)秀本科教學團隊負責人。先后兼任全國高等學校電磁場教學與教材研究會常務理事、國家教材委員會專家、中國腦機接口聯(lián)盟應用組副主席、學位與研究生教育發(fā)展中心評議專家、中國電子學會DSP應用專家委員會副主任委員、北京生理科學會董事、北京電子電器協(xié)會電磁兼容分會委員、中國電子學會電磁兼容分會委員、北京市科學技術獎勵評審專家、中國電機工程學會電磁干擾委員會委員、中國電子學會電波傳播分會委員、IET高級會員。長期從事無線通信、信號與信息處理、電磁兼容與信息安全、生物電子等領域的教學和研究工作。先后開設“電磁場與電磁波”“物理光學”“計算電磁學的數(shù)值方法”“電磁兼容原理”“生物電子學”“通信原理”“計算機原理”“電路分析”“數(shù)字電路技術”等本科生及研究生課程。發(fā)表學術論文200余篇，主持國家自然科學基金、“十三五”“十四五”計劃、航空基金等50多項科研項目。申請國家發(fā)明專利20余項，出版圖書5部。獲得中國產學研合作創(chuàng)新與促進獎、第五屆中國創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽專題賽優(yōu)秀獎、北京市教學成果獎、世界機器人大賽十大技術創(chuàng)新成果等40多項。
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