《电磁场》教学大纲

1、电磁场课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：本科，通信工程课程代码： ACE01714学时分配：48（理论）赋予学分：2先修课程：高等数学、大学物理后续课程：微波技术与天线、光纤通信技术、通信原理二、课程性质与任务电磁场与电磁波课程是通信工程专业的一门重要的必修专业基础课程。主要研究电磁场与电磁波的基本属性、描述方法、运动规律、与物质的相互作用及其应用。它不仅是后续课程通信原理、微波技术、天线的理论基础，而且电磁场在卫星通信、计算机通信、移动通信等新兴学科领域也得到了广泛的应用。本课程的任务是使学生对宏观电磁场与电磁波的基本概念和规律有深入完整的理解，掌握麦克斯韦方程组的含义及其应用，了解媒

2、质的电磁特性及电磁场的边界条件，掌握宏观电磁场分布及电磁波传播的基本规律和特性，学会定量计算简单电磁场和电磁波问题的基本方法，具备对简单工程电磁问题的分析能力。为后续课程的学习及从事现代通信、电磁兼容和天线等方面的工作打下良好的理论基础。三、教学目的与要求1、课程教学目的：设置本课程的教学目的是：使学生通过本课程的学习牢固掌握电磁场与电磁波方面的基本概念、基本理论及主要分析方法，具有基本的电磁问题解题能力。要求学生应掌握静态和时变电磁场的基本性质、典型分析方法；正确理解电磁场的基本概念，并能运用这些概念，从电磁场的角度分析和处理一些典型的电磁场边值问题；掌握宏观电磁场的基本规律，对电磁场及电磁

3、波的整体理论体系有一个比较完整的理解。2、课程教学基本要求内容上要求学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的数学表达式及其物理意义，掌握宏观电磁场分布及电磁波传播的基本规律和特性，使学生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）的建立过程以及分析方法。培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生对场与路这两种既密切相关又相距甚远的理论有深刻的认识，并学会用场的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。为以后的学习和工作打下坚实的理论基础。能力上应使学生学会和掌握如何通过数学方法求解一些基本和实际的电磁场问题，并对结果给予物理解释的科学研究方法；使学生在运算能力

4、和抽象思维能力方面受到初步而又严格的训练；培养学生解决和研究问题的能力，培养学生严谨的科学学风。方法上要着重物理概念、基本规律和基本问题的解释和阐述，注意本课程与大学物理电磁学的衔接，以及与后续课程的联系，注重解决常见基本问题和实际问题。在帮助学生打下坚实基础的前提下，坚持教学内容与现代科学技术接轨，使现代科学技术的成果渗透到本课程内容之中，提高学生的兴趣，拓宽学生的知识面。教法上针对电磁场与电磁波课程的数学要求高、公式多、物理概念抽象、理论难以掌握、学习易畏难 等特点，该课程应通过多种教学方法在教学过程中的结合运用，使抽象的概念形象化，难懂的公式物理化，知识的掌握系统化，理论基础与实际应用密

5、切联系，激发学生兴趣，培养学生探索性学习素养，启迪学生创新思想，促进学生知识拓展应用能力的提高。拟通过考试形式的改革，避免学生死记硬背公式而淡化知识学习和能力培养的目的，促进学生在课程集中学习的最后考前复习阶段，强化建立系统化理解掌握所学知识的学习方法，提高学生对知识的提炼、总结和归纳能力。四、教学内容与安排第一章 矢量分析(8学时)1、矢量代数2、三种常用正交曲线坐标系3、标量场的梯度（重点）4、矢量场的通量与散度（重点）5、矢量场的环流与旋度（重点）6、无旋场与无散场7、拉普拉斯定理与格林定理（难点）8、亥姆霍兹定理第二章 电磁场的基本规律(6学时)1、电荷守恒定律2、真空中静电场的基本定

6、律3、真空中恒定磁场基本定律4、媒质的电磁特性（难点）5、电磁感应定律和位移电流6、麦克斯韦方程组（重点）7、电磁场的边界条件（重点）第三章 静态电磁场及其边值问题的解（10学时）1、静电场分析2、导电媒质中恒定电场分析3、恒定磁场分析4、静态场的边值问题及解的惟一性定理5、镜像法（重点）6、分离变量法第四章 时变电磁场（6学时）1、波动方程（重点）2、电磁场的位函数3、电磁能量守恒定律4、惟一性定理5、时谐电磁场（重点 难点）第五章 均匀平面波在无界空间中的传播（6学时）1、理想介质中的均匀平面波2、电磁波的极化（重点）3、均匀平面波在导电煤质中的传播4、色散与群速（难点）第六章 均匀平面波

7、的反射与透射（6学时）1、均匀平面波对分界平面的垂直入射（重点）2、均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射（难点）3、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射4、均匀平面波对理想导体平面的斜入射第七章 导行电磁波(6学时）1、导行电磁波概论2、矩形波导（重点）3、圆柱形波导4、同轴波导5、谐振腔（重点）6、传输线五、教学设备与设施 理论课使用多媒体教室。六、课程考核与评估考试方式将结合平时作业和考勤(30%)、期末考试(70%)的各个环节。使学生能够注重平时学习的过程，引导学生从应试型到能力型的转变。考试内容侧重于基本概念、基本原理及知识的综合应用。七、附录教学参考书：1、杨显清,王园,赵家升,电磁场与电磁波（第四版）