电磁场与电磁波
电磁场与电磁波
1万+ 人选课
更新日期:2025/05/09
开课时间2021/03/08 - 2021/06/30
课程周期17 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

本课程以电磁学为基础,运用矢量分析的数学工具,以静态电磁场的解法和均匀平面电磁波的传播为重点,揭示宏观电磁现象的本质;主要讲述静态电磁场及其解法、时变电磁场、电磁波的传播与辐射等,其主要任务是阐明电磁场的基本概念、基本性质、基本变化规律和基本分析计算方法及其应用。

课程大纲
矢量分析
1.1矢量及其代数运算
1.2标量场的梯度、矢量场的散度与旋度
1.3积分定理
静电场
2.1库仑定律与电场强度
2.2静电场的性质
2.3静电势
2.4电偶极子
2.5电介质的极化和电位移矢量
2.6静电场的边界条件
2.7电容
2.8静电场的能量
稳恒电场与磁场
3.1电流密度和电荷守恒定律
3.2稳恒电流的电场
3.3安培定律和磁感应强度
3.4矢量势和安培环路定律
3.5磁偶极子及其与磁场的作用
3.6物质的磁化与磁场强度
3.7磁场的边界条件
3.8电感
3.9磁场能量
3.9.1磁场能量例题
静态场边值问题的解法
4.1静态场边值问题的分类和唯一性定理
4.2镜像法原理与平面边界的镜像法
4.3直角坐标系内的分离变量法
4.4圆柱坐标系内的分离变量法
4.5球坐标系内的分离变量法
4.6保角变换法
时变电磁场
5.1法拉第电磁感应定律
5.2位移电流和全电流定律
5.3麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式
5.4电磁场的边值关系
5.5电磁场的能量守恒定律与坡印廷矢量
5.6电磁场的矢量势与标量势
5.7推迟势和似稳电磁场
电磁波的传播
6.1理想介质中传播的均匀平面电磁波
6.2媒介的频散和电磁波的相速与群速
6.3电磁波在有耗媒介中的传播
6.4电磁波在介质分界面上的反射和折射
6.5电磁波在导体表面上的反射和折射
电磁波的辐射
7.1天线的分类和常用电参数
7.2电偶极子辐射——远区场
7.3天线阵
7.4天线方向图的测试
习题讲解
8.1矢量分析习题讲解
8.2静电场习题讲解
8.3稳压电场与磁场习题讲解
8.4静态场边值问题的解法习题讲解
8.5时变电磁场习题讲解
8.6电磁波的传播习题讲解
8.7电磁波的辐射习题讲解
MATLAB程序或动画演示教学
9.1电力线绘制
9.2电势面绘制
9.3行波动画
9.3.1电场曲线展示
9.3.2电磁场空间展示
9.4驻波动画
9.5线极化
9.5.1线极化平面展示
9.5.2线极化空间展示
9.6圆极化
9.6.1圆极化平面展示
9.6.2圆极化空间展示
9.7椭圆极化
9.7.1椭圆极化平面展示
9.7.2椭圆极化空间展示
9.8反射与折射的动画展示
9.9矩形波导中的力线展示
9.10相控阵的阵因子