2006-2007学年第一学期.doc

教 案2006-2007学年第一学期 课 程 名 称： 电磁场理论 课 程 编 号： 4112206 学院、专业、年级： 信工学院、通信工程、二年级 任 课 教 师： 陈寿元 教 师 所 在 单 位： 信息科学与工程学院 山东师范大学 电磁场理论 教案-课程简介 本课程系统地阐述了电磁场与电磁波的基本规律，是通信工程专业和电子信息工程专业的一门主干课，主要研究电磁场与电磁波的基本属性，运动规律，与物质的相互作用及其应用等。要求学生能够系统地掌握电磁场与电磁波的基本概念、基本理论和求解电磁场与电磁波问题的基本方法。电磁场理论 教案-教学大纲1一、场的概念二、标量场的方向导数与梯度三、例题讲解 2 一、矢量场的通量与散度二、矢量场的环量与旋度三、例题讲解 3 一、曲线坐标系中的梯度、散度、旋度二、亥姆霍兹定理4 一、库仑定律与电场强度三、Gausss Law三、静电场的旋度、电位四、例题讲解 5 一、电偶极子二、电介质中的场方程三、静电场的边界条件四、例题讲解 6 一、导体系统的电容二、静电场能量三、电场力四、例题讲解 7 一、电流强度与电流密度二、电流连续性方程三、导体中的恒定电流场 欧姆定律;电动势；Joules Law;基本方程；边界条件四、恒定电流场与静电场的比拟 8 一、磁感应强度1、Amperes Force Law2、The Biot-Savart Law3、洛仑兹力公式二、恒定磁场的基本方程1、磁通连续性原理（Gausss Law for magnetic fields ）2、Amperes circuital Law三、Magnetic Vector Potential 9 一、a magnetic dipole二、Maxwells equations in magnetic medium1、磁化强度与磁化电流；2、磁场强度、磁导率；3、磁介质中恒定磁场的基本方程三、boundary conditions for magnetic fields1、boundary condition for normal components of B field2、boundary condition for tangential components of H field3、applications of boundary conditions for magnetic fields 10 一、magnetic scalar potential二、self-inductance and mutual inductance三、Energy in a magnetic field1、两载流回路系统所储存的磁场能量；2、有电流分布的空间区域所储存的磁场能量；3、磁场能量密度四、magnetic forces1、采用安培定律计算载流回路在磁场中受到的力；2、虚位移法 11一、静态场问题的一般求解方法二、边值问题的分类三、the uniqueness theorem1、Greens theorem: Greens first identityGreens second identity 2、the uniqueness theorem四、平面镜像法1、a point charge above an infinite conducting plane;2、a point charge in front of two conducting planes intersecting at 9012一、球面镜像法二、圆柱面镜像法三、平面介质镜像法 13一、分离变量法二、分离变量法的应用举例14 一、Faradays Law of Induction二、Maxwells Equation from Amperes Law三、Maxwells Equations from Gausss Law四、set of four Maxwells Equations 1、the four Maxwells Equations 2、the constitutive equations3、The Lorentz Force Law 15一、the boundary conditions for time-varying fields二、the energy and flow of energy in the time-varying fields 16一、正弦电磁场的复数表示法；二、复数形式的麦克斯韦方程；三、复坡印廷矢量；四、复介电常数、复磁导率； 五、复坡印廷定理；六、时变电磁场的唯一性定理 17一、波动方程二、时变电磁场的位函数 18 一、无耗媒质中齐次波动方程的均匀平面波解；二、均匀平面波的传播特性；电磁波的表达？描述电磁波的基本量；电磁波的能量关系。三、向任意方向传播的均匀平面电磁波 19 一、propagating property 二、plane wave in a good conductor三、surface resistance四、plane wave in good dielectric 20一、极化的概念二、平面电磁波的极化形式1、线极化；2、圆极化；3、椭圆极化；三、极化特性的工程应用 四、色散、相速和群速 21一、向理想导体的垂直入射二、向理想介质的垂直入射1、分解面上的反射系数和透射系数2、入射波、反射波和透射波的特点3、合成电磁波的特性三、向多层媒质分解面的垂直入射1、多层媒质中的电磁波及边界条件2、等效波阻抗3、媒质1中的无反射条件 一、向理想介质分界面的斜入射1、相位匹配条件和斯奈尔定律2、反射系数和透射系数3、媒质1中的合成电磁波二、向理想导体表面的斜入射1、垂直极化；2、平行极化。23 一、问题的引入 二、全透射三、全反射 24一、电磁波的辐射问题引入二、亥姆霍兹积分、辐射条件三、滞后位四、电基本振子的辐射场1、电磁场计算2、电磁场分析 25 一、对偶原理与磁基本振子的辐射场1、磁基本振子的辐射场2、对偶原理二、天线的电参数辐射方向图；辐射效率；增益系数；输入阻抗；极化形式。26 静引力场：静引力场的发现过程，性质（2学时）27 U-场：概念，性质，试验过程（2学时）28 感应引力：概念，特性（2学时）29 引力波：方程，测量（2学时）学时分配：第一章：矢量分析 （8学时）第二章 静电场（8学时）第三章 恒定电流的电场与磁场（8学时）第四章 静态场的解（4学时）第五章 时变电磁场（8学时）第六章 平面电磁波（8学时）第七章 电磁波辐射（8学时）第八章 导行电磁波（8学时）第九章 引力场引力波（8学时） 电磁场理论 教案 授课时间 第 1 周 第 1 次课 授课章节第一章1.1、矢量的基本运算任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社教学目的与要求：掌握矢量的基本运算规律教学重点，难点：教学重点：矢量的基本运算难点：矢量的基本运算理解教学内容：第一章1.1、矢量的基本运算电磁场理论 教案复习思考题、作业题：1-1；1-2下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 1 周 第 2 次课 授课章节1.2、矢量的通量和散度任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社教学目的与要求：理解矢量的通量和散度教学重点，难点：教学重点：矢量的通量和散度难点：矢量的通量和散度理解教学内容：1.2、矢量的通量和散度电磁场理论 教案复习思考题、作业题：1-8；1-9下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 2 周 第 1 次课 授课章节1.3、矢量的环量和旋度任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社教学目的与要求：掌握矢量的环量和旋度的规律教学重点，难点：教学重点：矢量的环量和旋度难点：矢量的环量和旋度的理解教学内容：1.3、矢量的环量和旋度电磁场理论 教案复习思考题、作业题：1-10；1-11；下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 2 周 第 2 次课 授课章节1.4、标量的方向导数和梯度任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社教学目的与要求：掌握标量的方向导数和梯度的方法教学重点，难点：教学重点：标量的方向导数和梯度难点：标量函数的梯度教学内容：1、4 标量的方向导数和梯度电磁场理论 教案复习思考题、作业题：1-15；1-16下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 3 周 第 1 次课 授课章节第二章2.1 静态电磁场的基本定律2.2 电磁感应和全电流定律任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握静态电磁场的基本定律，正确理解电磁感应和全电流定律教学重点，难点：教学重点：静态电磁场的基本定律，电磁感应和全电流定律难点：电磁感应和全电流定律教学内容：2.1 静态电磁场的基本定律2.2 电磁感应和全电流定律电磁场理论 教案复习思考题、作业题：2-1，2-3下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 3 周 第 2 次课 授课章节2.3 麦克斯韦方程组任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：正确理解麦克斯韦方程组物理意义教学重点，难点：教学重点：麦克斯韦方程组难点：麦克斯韦方程组的含义教学内容：2.3 麦克斯韦方程组电磁场理论 教案复习思考题、作业题：麦克斯韦方程的含义？下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 4 周 第 1 次课 授课章节2.4 电磁场的边界条件任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：电磁场的边界条件实际意义教学重点，难点：教学重点：电磁场的边界条件难点：电磁场的边界条件作用教学内容：2.4 电磁场的边界条件电磁场理论 教案复习思考题、作业题：2-10；2-14下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 4 周 第 2 次课 授课章节机动(十月一放假)任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：教学重点，难点：教学重点： 难点： 教学内容：电磁场理论 教案复习思考题、作业题：下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 5 周 第 1 次课 授课章节2.5 坡印廷定理坡印廷矢量 2.6 唯一性定理任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握坡印廷定理坡印廷矢量,及唯一性定理教学重点，难点：教学重点：坡印廷定理坡印廷矢量难点：坡印廷定理教学内容：2.5 坡印廷定理坡印廷矢量 2.6 唯一性定理电磁场理论 教案复习思考题、作业题：2-17下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 5 周 第 2 次课 授课章节3.1 电场强度与电位函数 3.2 静电场的基本方程任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握电场强度与电位函数,及静电场的基本方程教学重点，难点：教学重点： 静电场的基本方程难点：电场强度与电位函数 教学内容：3.1电场强度与电位函数 3.2 静电场的基本方程电磁场理论 教案复习思考题、作业题：3-1；3-3；下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 6 周 第 1 次课 授课章节3.3 电介质极化与电通量密度 3.4 导体的电容任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：让学生学会电介质极化与电通量密度和导体的电容的理论教学重点，难点：教学重点：电介质极化与电通量密度 难点：导体的电容教学内容：3.3 电介质极化与电通量密度 3.4 导体的电容电磁场理论 教案复习思考题、作业题：3-4下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 6 周 第 2 次课 授课章节3.5 静电场的边界条件 3.6 恒定电场任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：静电场的边界条件,恒定电场教学重点，难点：教学重点： 静电场的边界条件 难点：恒定电场教学内容：3.5 静电场的边界条件 3.6 恒定电场电磁场理论 教案复习思考题、作业题：3-5；3-6；下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 7 周 第 1 次课 授课章节3.7 静电场边值问题任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握静电场边值问题教学重点，难点：教学重点：静电场边值实际问题难点：静电场边值的求解教学内容：3.7 静电场边值问题电磁场理论 教案复习思考题、作业题：下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 7 周 第 2 次课 授课章节4.1分离变量法4.1.1直角坐标系中的分离变量法任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：用分离变量法解决经电磁场问题教学重点，难点：教学重点：分离变量法的直角坐标系中的分离变量法难点：分离变量法教学内容：4.1分离变量法4.1.1直角坐标系中的分离变量法电磁场理论 教案复习思考题、作业题：下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 8 周 第 1 次课 授课章节4.1.2圆域内的二维场问题4.1.3球坐标中的分离变量法4.2 有限差分法任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：学会数学物理方程解决电磁场问题教学重点，难点：教学重点：理解物理意义难点：数学分析教学内容：4.1.2圆域内的二维场问题4.1.3球坐标中的分离变量法4.2 有限差分法电磁场理论 教案复习思考题、作业题：看懂例题下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 8 周 第 2 次课 授课章节第五章：5.1 恒定电流的电场 5.2 磁感应强度任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社教学目的与要求：掌握恒定电流的电场规律，会用磁感应强度分析问题教学重点，难点：教学重点：恒定电流的电场；磁感应强度难点：磁感应强度教学内容：5.1 恒定电流的电场 5.2 磁感应强度电磁场理论 教案复习思考题、作业题：下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 9 周 第 1 次课 授课章节5.3 恒定磁场的基本方程 5.4 矢量磁位 5.5 磁偶极子； 5.6磁介质中的场方程任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：恒定磁场的基本方程教学重点，难点：教学重点：恒定磁场的基本方程难点：磁介质中的场方程教学内容：5.3 恒定磁场的基本方程5.4 矢量磁位 5.5 磁偶极子； 5.6磁介质中的场方程电磁场理论 教案复习思考题、作业题：5-3；5-5下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 9 周 第 2 次课 授课章节5.7 恒定磁场的边界条件5.8 标量磁位 5.9 互感和自感任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握互感和自感及其参数的含义教学重点，难点：教学重点： 互感和自感难点：标量磁位 教学内容：5.7 恒定磁场的边界条件 5.8 标量磁位 5.9 互感和自感 电磁场理论 教案复习思考题、作业题：5-6；5-8下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 10 周 第 1 次课 授课章节5.10 磁场能量 5.11 磁场力任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握磁场能量的概念，磁场力的作用教学重点，难点：教学重点：场能量，磁场力难点：磁场能量 及磁场力教学内容：5.10 磁场能量 5.11 磁场力电磁场理论 教案复习思考题、作业题：5-6；5-8下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 10 周 第 2 次课 授课章节期中考试任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社教学目的与要求：期中检查教学重点，难点：教学重点：难点：教学内容：电磁场理论 教案复习思考题、作业题：下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 11 周 第 1 次课 授课章节6.1 法拉第电磁感应定律 6.2 位移电流任课教师及职称陈寿元教授教学方法与手段主讲、多媒体辅助教学、交换式教学为辅课时安排2学时使用教材和主要参考书电磁场与电磁波 王家礼等 西安电子科技大学出版社 2000年12月第1版电磁场理论基础 钟顺时等西安电子科技大学出版社引力场与引力波 陈寿元 山东地图出版社教学目的与要求：掌握法拉第电磁感应定律；位移电流教学重点，难点：教学重点：6.1 法拉第电磁感应定律； 6.2 位移电流难点：位移电流物理意义教学内容：6.1 法拉第电磁感应定律 6.2 位移电流电磁场理论 教案复习思考题、作业题：下次课预习要点下一次课内容实施情况及教学效果分析按教学大纲实施教学任务，教学日历完成教学大纲的要求，课堂效果良好。学院审核意见 学院负责人签字 年 月 日 电磁场理论 教案 授课时间 第 11 周 第 2 次课 授课章节6.3 麦克