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绪论2

第1章 矢量分析7

1.1 矢量运算8

1.2 空间矢量9

1.3 矢量场和标量场10

1.4 三种常用的正交坐标系10

1.4.1 直角坐标系10

1.4.2 圆柱坐标系11

1.4.3 球坐标系13

1.5 矢量的微分14

1.5.1 矢量场的散度，散度定理14

1.5.2 矢量场的旋度，斯托克斯定理18

1.5.3 标量场的梯度22

1.6 亥姆霍兹定理23

1.7 微分算符25

第1章 习题27

第2章 静电场分析30

2.1 静电场的基本规律31

2.1.1 电荷与电荷分布31

2.1.2 场强E和电位φ32

2.1.3 静电场的基本方程33

2.1.4 场强E和电位φ的计算35

2.1.5 静电场中的导体41

2.1.6 静电场中的电介质41

2.1.7 电力线方程和等位面方程45

2.2 静电场的边界条件47

2.2.1 两种电介质界面上的边界条件47

2.2.2 导体与电介质分界面上的边界条件50

2.3 泊松方程和拉普拉斯方程51

2.4 唯一性定理53

2.4.1 格林定理53

2.4.2 静电场的边值问题54

2.4.3 唯一性定理54

2.5 导体系统的电容58

2.5.1 两导体间的电容58

2.5.2 部分电容58

2.6 静电场的能量与力60

2.6.1 静电场的能量60

2.6.2 利用虚位移原理计算电场力64

2.7 恒定电场（恒定电流场）65

2.7.1 电流与电流密度65

2.7.2 恒定电场的基本方程和边界条件68

2.7.3 导电媒质中的传导电流70

2.7.4 运流电流74

2.7.5 导电媒质中恒定电场与静电场的比拟75

2.7.6 接地77

2.8 静电场的应用79

2.8.1 电偏转和电聚焦79

2.8.2 喷墨打印机82

2.8.3 静电除尘83

2.8.4 静电复印84

2.8.5 静电屏蔽85

2.8.6 静电的危害与防护86

第2章 习题88

第3章 恒定磁场95

3.1 恒定磁场的基本规律96

3.1.1 磁感应强度B96

3.1.2 恒定磁场的基本方程96

3.1.3 磁介质的磁化99

3.1.4 磁场的计算方法101

3.1.5 磁路106

3.2 恒定磁场的边界条件108

3.2.1 两种磁介质界面上的边界条件108

3.2.2 铁磁质表面的边界条件109

3.3 矢量磁位110

3.3.1 矢量磁位A的引入110

3.3.2 矢量磁位A的微分方程及其解110

3.3.3 矢量磁位A的边界条件111

3.3.4 利用矢量磁位A计算磁场112

3.3.5 磁偶极子及其磁场115

3.4 标量磁位116

3.5 电感117

3.5.1 自感系数和互感系数117

3.5.2 M和L的计算118

3.5.3 部分电感123

3.6 磁场的能量和力127

3.6.1 电流回路系统的能量127

3.6.2 磁场的能量129

3.6.3 磁场力130

3.7 恒定磁场的应用133

3.7.1 磁屏蔽133

3.7.2 磁记录134

3.7.3 回旋加速器135

3.7.4 磁聚焦136

3.7.5 等离子体的磁约束138

第3章 习题139

第4章 静态场边值问题的解法144

4.1 电磁场边值问题概述145

4.2 直角坐标系中的分离变量法146

4.3 圆柱坐标系中的分离变量法152

4.3.1 圆柱坐标系中二维场的分离变量法152

4.3.2 圆柱坐标系中三维场的分离变量法158

4.4 球坐标系中的分离变量法162

4.5 镜像法166

4.5.1 点电荷对无限大导体平面的镜像166

4.5.2 点电荷对介质平面的镜像168

4.5.3 电流对铁板平面的镜像169

4.5.4 点电荷对导体球的镜像170

4.5.5 电轴法174

4.6 有限差分法178

4.6.1 差分原理178

4.6.2 有限差分法的基本方法179

4.6.3 轴对称场的计算184

4.6.4 场强E、H、B的计算186

4.6.5 时域有限差分法简介187

第4章 习题192

第5章 时变电磁场198

5.1 电磁感应定律199

5.2 位移电流202

5.3 麦克斯韦方程组203

5.4 时变场的边界条件204

5.5 坡印廷定理和坡印廷矢量207

5.6 时变电磁场的矢量位和标量位208

5.6.1 矢量位A和标量位φ的引入208

5.6.2 达朗贝尔方程209

5.7 应用案例 电磁场在医学领域的应用210

5.7.1 CT210

5.7.2 磁共振成像212

5.7.3 微波切除肿瘤214

第5章 习题215

第6章 平面电磁波218

6.1 正弦电磁场的复数表示方法219

6.2 平均坡印廷矢量221

6.3 理想介质中的均匀平面波223

6.3.1 电磁波传播的基本方程223

6.3.2 均匀平面电磁波224

6.4 波的极化特性227

6.5 损耗媒质中的均匀平面波230

6.6 电磁波在各向异性介质中的传播235

6.6.1 等离子体中的均匀平面波236

6.6.2 铁氧体中的均匀平面波242

6.7 平面上的垂直入射249

6.7.1 两种媒质分界面上的垂直入射249

6.7.2 理想导体表面的反射、驻波250

6.7.3 两种理想介质界面的反射、驻波比254

6.8 平面上的斜入射257

6.8.1 理想导体表面的斜入射257

6.8.2 理想介质表面的斜入射259

6.9 相速度与群速度263

6.10 应用案例264

6.10.1 电磁频谱264

6.10.2 极化技术的应用（简介）265

6.10.3 电磁波增透技术与隐身技术267

第6章 习题273

第7章 导行电磁波279

7.1 传输线280

7.1.1 传输线的分布参数及其等效电路280

7.1.2 均匀传输线方程及其解281

7.1.3 传输线上行波的特性参数283

7.1.4 传输线的工作参数285

7.1.5 无耗传输线工作状态分析286

7.1.6 史密斯圆图288

7.2 波导292

7.2.1 波导的一般分析方法292

7.2.2 规则金属波导296

7.2.3 同轴线301

7.2.4 光波导简介304

7.3 谐振腔307

7.4 应用案例309

7.4.1 短路、开路技术的应用309

7.4.2 s参数311

第7章 习题313

第8章 电磁波辐射318

8.1 滞后位319

8.2 电偶极子天线辐射320

8.3 磁偶极子天线辐射324

8.3.1 电与磁的对偶性324

8.3.2 磁偶极子天线的辐射325

8.4 天线的辐射特性和基本参数326

8.5 接收天线330

8.6 常用的线天线331

8.7 天线阵336

8.7.1 二元直线阵与方向图乘积定理336

8.7.2 均匀直线阵338

8.8 面天线基础340

8.8.1 惠更斯元的辐射340

8.8.2 平面口径的辐射342

8.8.3 常用的面天线344

8.9 应用案例346

8.9.1 GPS定位346

8.9.2 雷达347

8.9.3 电磁兼容技术简介352

第8章 习题355

附录1 习题参考答案358

附录2 符号表369

附录3 常用的数学公式371

附录4 电磁单位制374

附录5 常用的物理常数377

附录6 常用材料的参数378

附录7 史密斯圆图379

索引380

参考文献391