《电磁场与电磁波》教学大纲

1、电磁场与电磁波教学大纲一、课程编号：313.01804二、课程名称（学时）：电磁场与电磁波（51学时）三、先修课程：高等数学，数理方法，大学物理四、课程教学目的培养正确的思维和分析问题的能力，使学生认识到：存在着“场”与“路”两种既密切又相距甚远的理论，并学会用“场”的观点去观察、分析、计算一些简单、典型的场的问题。为处理实际的场问题打下初步的理论基础。五、课程教学基本要求1 准确掌握电磁场的有关定律、定理、Maxwell 方程等的物理意义及数学表达式。2 能够运用所学的理论，独立分析、计算一些简单、典型的电磁场与波的问题。3 熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程，拉氏方程等）的建立

2、过程，以及重要问题（如反射、折射定律、费涅尔公式，求解电偶极子的电磁场）的分析方法。六、教学基本内容及学时分配前言： （1学时）第1章 静电场（6学时）复习梯度、散度、旋度、简述亥姆霍兹（Helmhotz ）定理。静电场的基本方程（旋度方程及散度方程）、电位、电偶极子，电介质*、边界条件、导体系的电容、电场能量与电场力*。第2章 恒流磁场（3学时）恒流磁场的基本方程（旋度方程及散度方程）、矢量磁位A 、磁偶极子*、电感（自感、互感）、磁场能量与磁场力*。第3章 恒定电场（2学时）恒定电场的基本方程（E 0，J 0）、边界条件、恒定电场与静电场的比拟。第4章 静态场的解法（8学时）泊松（Pois

3、son ）方程、拉普拉斯（Laplace ）方程，唯一性定理。分离变量法求解直坐标、圆柱坐标、球坐标*中的二维场、镜象法（平面镜象、柱面镜像*、球面镜象、介质镜象）。习题课：（2学时）第5章 交变电磁场（4学时）麦氏（Maxwell ）方程、边界条件、坡印廷（Poynting ）定理、坡印廷矢量。第6章 平面波（5学时）波动方程、平面波的参量（k 、p 、g ）、电磁波的极化（偏振）、导电媒质及良导体中的波、导电媒质中的损耗功率，趋肤效应、表面阻抗。第7章 波的反射、折射（4学时）波垂直入射、斜入射时的反射及折射（反射定律、折射定律、临界角c 、布儒斯特角B ）、费涅尔（Fresnel ）公式

4、。第8章 规则波导（6学时）矩形波导的波动方程及其解、波导模式的参量（c 、g 、p 、g 、Z TE 、Z TM ）,TE 10模（场量、参数、场结构、传输功率P 、衰减常数）、TE 10单模传输。习题课：（2学时）第9章 电磁波辐射（4学时）滞后位、由矢量磁位A 求电偶极子的电磁场、近区场及远区场、电偶极子参量（辐射功率、辐射电阻）、方向性。说明：（1）共51学时。场的部分为22学时、波的部分为25学时、期中测验2学时、机动2学时。（2）带星号（*）的部分为非重点内容。七、教学重点、难点重点：场的定律、定理、Maxwell 方程以及电磁波参量等的物理意义及数学表达。 场的理论的应用：包括解题及初步工程应用。难点：场的概念及场的思维方式的建立。应用理论解决实际问题。八、主要教学形式（方法）课堂讲授、课堂讨论。投影仪、CAI 等教学手段相配合。九、使用教材名称、作者及出版社电磁场与电磁波 焦其祥、李书芳、李莉、张阳安、高泽华著 科学出版社电磁