基本信息
【插图】
内容简介
《电磁场与波基础教程》讲述电磁场与波涉及的基本规律、基本分析方法与基本计算方法；力求内容精练，由浅入深，概念清晰，推导严谨；内容结构模块化，文字易懂，便于教学研究型及教学型课程的讲授和自学。
《电磁场与波基础教程》共分8章：矢量分析与场论、静电场、恒定电场、静磁场、时变电磁场、平面电磁波、导行电磁波以及电磁波的辐射和接收的基础理论。本书每章均精选了大量的例题和习题。其中例题及习题涵盖核心内容，选题宽泛，难易兼顾，独树一帜。
《电磁场与波基础教程》不仅可供工科电子信息类各专业本科生使用，而且可供其他相近专业的本科生使用，同时还可供相关技术领域的工程技术人员作为自学读物。
《电磁场与波基础教程》共分8章：矢量分析与场论、静电场、恒定电场、静磁场、时变电磁场、平面电磁波、导行电磁波以及电磁波的辐射和接收的基础理论。本书每章均精选了大量的例题和习题。其中例题及习题涵盖核心内容，选题宽泛，难易兼顾，独树一帜。
《电磁场与波基础教程》不仅可供工科电子信息类各专业本科生使用，而且可供其他相近专业的本科生使用，同时还可供相关技术领域的工程技术人员作为自学读物。
目录
《电磁场与波基础教程》
前言
教学建议
本书采用的主要符号和函数
第1章 矢量分析与场论1
1.1 矢量的表示及其代数运算1
1.1.1 矢量的表示及距离矢量1
1.1.2 矢量的代数运算2
1.2 标量场和矢量场4
1.3 标量场的梯度5
1.3.1 梯度的定义5
1.3.2 梯度运算的基本公式7
1.4 矢量场的通量、散度与散度定理7
1.4.1 通量7
1.4.2 散度的定义8
1.4.3 散度运算的基本公式10
1.4.4 散度定理与梯度积分公式10
1.5 矢量场的环量、旋度与斯托克斯定理11
1.5.1 环量11
1.5.2 旋度的定义12
前言
教学建议
本书采用的主要符号和函数
第1章 矢量分析与场论1
1.1 矢量的表示及其代数运算1
1.1.1 矢量的表示及距离矢量1
1.1.2 矢量的代数运算2
1.2 标量场和矢量场4
1.3 标量场的梯度5
1.3.1 梯度的定义5
1.3.2 梯度运算的基本公式7
1.4 矢量场的通量、散度与散度定理7
1.4.1 通量7
1.4.2 散度的定义8
1.4.3 散度运算的基本公式10
1.4.4 散度定理与梯度积分公式10
1.5 矢量场的环量、旋度与斯托克斯定理11
1.5.1 环量11
1.5.2 旋度的定义12
前言
电磁场与波课程是电子信息类专业本科生必修的一门重要的专业基础课，它涉及的内容是电子信息类专业本科学生应具备的知识结构的必要组成部分，同时又是众多相关的交叉学科的生长点和新兴边缘学科发展的基础。
本书是为高等学校工科电气信息类各专业本科生学习电磁场与波课程而编写的教学用书。作者以本书中的主要内容作为素材，在近几届“电磁场与波”和“电磁场”两门课程的授课中使用，收到较好的教学效果。
本书的编写宗旨是，根据实际需要，较为全面、系统、深入地阐述和电磁场与波有关的基本理论、基本概念及基本分析方法。对于理论和概念的表述力求准确明了；对有关定律、定理和重要公式的证明和推导，力求严谨、易懂以及富有启发性。
本书共分8章。第1章是学习本课程的数学理论和工具。第2～4章是静态场的内容，主要阐述静电场、恒定电场和静磁场的基本规律、电场与磁场的求解、位函数及其方程以及电容、电导、电感和磁路的计算等。第5章主要介绍麦克斯韦方程组和电磁场运动的基本规律，在较系统地引出麦克斯韦方程组和不同媒质交界面处的边界条件的基础上，介绍时变电磁场的坡印亭定理、波动方程和位函数以及时谐电磁场的复数表示。第6～8章是平面电磁波、导行电磁波以电磁波的辐射方面的内容，它们构成了电磁场与波理论中有关波的主要内容，是研究电磁波各种基本问题的基础。本书借鉴国内外优秀教材的成功之处，并结合编者多年从事电磁场与微波技术领域多门课程的教学经验编写而成。本书具有以下特点:
①按照电气信息类宽口径专业设定教材内容，适当突破目前相关教材内容侧重强电或弱电的瓶颈，采取强电和弱电兼顾、场与波并重的方式组织内容。
②在知识结构安排上，以理论分析和数学推导为基础，采用由浅入深、由简到繁和模块化处理以及从特殊到一般的循序渐进方法阐述相关内容，这不仅有助于学生建立电磁场与波理论的整体概念，而且便于任课教师根据课时和不同层次的学生灵活地取舍和组合“特殊”和“一般”的内容，兼顾教学研究型和教学型的课堂教学内容。
③在注重电磁场与波的基本概念、基本规律和基本分析方法的基础上，重视电磁场与波理论中重点和难点问题或一般教材中讲述较少内容的介绍，以扩大修课学生的知识面，激发学生运用电磁场与波的理论解决综合性问题的兴趣；适时地加强电磁场与波理论中涉及的定理、定律、重要公式以及结论的证明，以帮助学生透彻理解内容，开阔解题思路；注重电磁场与波的理论与实际问题的有机结合，激发学生运用电磁场与波的理论解决当今高科技领域出现的实际问题和工程问题的兴趣，培养学生的创新能力和解决工程问题的意识。
④本书各章精选了大量涵盖核心内容的例题和习题（全书共360余道），例题和习题的选题宽泛，难易兼顾，独树一帜。此外，附录提供了与本书内容有关的矢量分析与场论的公式、数学知识和常用的参数或常数，以备读者学习或阅读时查阅。
本书的读者需具有大学物理、工程数学有关的基础知识。本书的参考教学学时数为68学时（包括实验），若学时数为54或45学时等，则可根据需要删减各章中加注“*”号的部分内容以及各章节中的“一般”性内容，而第8章则可根据需要或少学时等情况部分或全部删减。删减部分内容后，基本不会影响本书内容的连贯性。
本书主要由周希朗编写，上海交通大学“电磁场与波”课程和“电磁场”课程任课老师金荣洪教授、肖高标教授、王君艳副教授、李旭光副教授、耿军平副教授、何广强副教授、梁仙灵副教授、刘长红副教授、谢宝昌副教授和东华大学陈光教授、单志勇副教授、朱明达博士以及上海大学沈文辉副教授等曾参与了部分工作。书稿中部分章节的内容承蒙金荣洪教授和陈光教授分别仔细审阅，提出了许多宝贵的修改意见。在本书的编写过程中，本校教务处、电子信息与电气工程学院及电子工程系有关领导张焰副院长、徐国治系主任、陈建平系主任、马伟敏副系主任以及周玲玲副系主任曾给予了多方面的鼓励、支持与帮助，机械工业出版社的王颖副总编和谢晓芳责任编辑以及有关人员为本书的编辑、出版提供了无私的帮助，做了认真、细致的工作。编者的在读博、硕士研究生对书稿部分章节的内容做了校对工作。对上述在本书的编写、出版工作中曾给予鼓励、支持和帮助的同志们，编者一并表示衷心的感谢。
由于编者学识水平有限和时间仓促，书中难免存在疏漏或错误，衷心欢迎使用本书的读者及同行批评指正。
编者
2013年秋
本书是为高等学校工科电气信息类各专业本科生学习电磁场与波课程而编写的教学用书。作者以本书中的主要内容作为素材，在近几届“电磁场与波”和“电磁场”两门课程的授课中使用，收到较好的教学效果。
本书的编写宗旨是，根据实际需要，较为全面、系统、深入地阐述和电磁场与波有关的基本理论、基本概念及基本分析方法。对于理论和概念的表述力求准确明了；对有关定律、定理和重要公式的证明和推导，力求严谨、易懂以及富有启发性。
本书共分8章。第1章是学习本课程的数学理论和工具。第2～4章是静态场的内容，主要阐述静电场、恒定电场和静磁场的基本规律、电场与磁场的求解、位函数及其方程以及电容、电导、电感和磁路的计算等。第5章主要介绍麦克斯韦方程组和电磁场运动的基本规律，在较系统地引出麦克斯韦方程组和不同媒质交界面处的边界条件的基础上，介绍时变电磁场的坡印亭定理、波动方程和位函数以及时谐电磁场的复数表示。第6～8章是平面电磁波、导行电磁波以电磁波的辐射方面的内容，它们构成了电磁场与波理论中有关波的主要内容，是研究电磁波各种基本问题的基础。本书借鉴国内外优秀教材的成功之处，并结合编者多年从事电磁场与微波技术领域多门课程的教学经验编写而成。本书具有以下特点:
①按照电气信息类宽口径专业设定教材内容，适当突破目前相关教材内容侧重强电或弱电的瓶颈，采取强电和弱电兼顾、场与波并重的方式组织内容。
②在知识结构安排上，以理论分析和数学推导为基础，采用由浅入深、由简到繁和模块化处理以及从特殊到一般的循序渐进方法阐述相关内容，这不仅有助于学生建立电磁场与波理论的整体概念，而且便于任课教师根据课时和不同层次的学生灵活地取舍和组合“特殊”和“一般”的内容，兼顾教学研究型和教学型的课堂教学内容。
③在注重电磁场与波的基本概念、基本规律和基本分析方法的基础上，重视电磁场与波理论中重点和难点问题或一般教材中讲述较少内容的介绍，以扩大修课学生的知识面，激发学生运用电磁场与波的理论解决综合性问题的兴趣；适时地加强电磁场与波理论中涉及的定理、定律、重要公式以及结论的证明，以帮助学生透彻理解内容，开阔解题思路；注重电磁场与波的理论与实际问题的有机结合，激发学生运用电磁场与波的理论解决当今高科技领域出现的实际问题和工程问题的兴趣，培养学生的创新能力和解决工程问题的意识。
④本书各章精选了大量涵盖核心内容的例题和习题（全书共360余道），例题和习题的选题宽泛，难易兼顾，独树一帜。此外，附录提供了与本书内容有关的矢量分析与场论的公式、数学知识和常用的参数或常数，以备读者学习或阅读时查阅。
本书的读者需具有大学物理、工程数学有关的基础知识。本书的参考教学学时数为68学时（包括实验），若学时数为54或45学时等，则可根据需要删减各章中加注“*”号的部分内容以及各章节中的“一般”性内容，而第8章则可根据需要或少学时等情况部分或全部删减。删减部分内容后，基本不会影响本书内容的连贯性。
本书主要由周希朗编写，上海交通大学“电磁场与波”课程和“电磁场”课程任课老师金荣洪教授、肖高标教授、王君艳副教授、李旭光副教授、耿军平副教授、何广强副教授、梁仙灵副教授、刘长红副教授、谢宝昌副教授和东华大学陈光教授、单志勇副教授、朱明达博士以及上海大学沈文辉副教授等曾参与了部分工作。书稿中部分章节的内容承蒙金荣洪教授和陈光教授分别仔细审阅，提出了许多宝贵的修改意见。在本书的编写过程中，本校教务处、电子信息与电气工程学院及电子工程系有关领导张焰副院长、徐国治系主任、陈建平系主任、马伟敏副系主任以及周玲玲副系主任曾给予了多方面的鼓励、支持与帮助，机械工业出版社的王颖副总编和谢晓芳责任编辑以及有关人员为本书的编辑、出版提供了无私的帮助，做了认真、细致的工作。编者的在读博、硕士研究生对书稿部分章节的内容做了校对工作。对上述在本书的编写、出版工作中曾给予鼓励、支持和帮助的同志们，编者一并表示衷心的感谢。
由于编者学识水平有限和时间仓促，书中难免存在疏漏或错误，衷心欢迎使用本书的读者及同行批评指正。
编者
2013年秋
