電磁場與電磁波基礎（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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路宏敏，趙永久，硃滿座 著

圖書標籤:

• 電磁場
• 電磁波
• 物理學
• 高等教育
• 本科教材
• 電磁理論
• 電動力學
• 電磁兼容
• 通信原理
• 電子工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030342591

版次：03

商品編碼：12274307

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子通信類國傢級特色專業係列規劃教材

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

頁數：372

正文語種：中文

內容簡介

本書係統地介紹瞭矢量分析中的一些基本概念和基本定理以及電磁學中的一些基本物理量、基本電磁定律和麥剋斯韋方程組；討論靜止電荷産生的電場和恒定電流産生的恒定電場和磁場，重點放在靜電場邊值問題的求解方法上；介紹一些*流行和*具代錶性解析和數值方法。介紹瞭電磁波的輻射和傳播包括反射和摺射，還介紹瞭電磁波沿導波結構的傳播以及基本的傳輸綫理論。以及電磁場數值方法簡介。

目錄

第二版前言
第一版前言

第1章 矢量分析與場論
1.1 矢性函數
1.2 場的基本知識
1.3 數量場的方嚮導數和梯度
1.4 矢量場的通量及散度
1.5 矢量場的環量及鏇度
1.6 正交麯麵坐標係
1.7 亥姆霍茲定理
小結
習題

第2章 靜電場
2.1 庫侖定律電場強度
2.2 高斯定理
2.3 靜電場的鏇度與電位
2.4 電偶極子
2.5 電介質中的場方程
2.6 靜電場的邊界條件
2.7 導體係統的電容
2.8 電場能量能量密度
2.9 電場力
小結
習題

第3章 恒定電流的電場和磁場
3.1 恒定電流的電場
3.2 磁感應強度
3.3 恒定磁場的基本方程
3.4 矢量磁位
3.5 磁偶極子
3.6 磁介質中的場方程
3.7 恒定磁場的邊界條件
3.8 標量磁位
3.9 互感和自感
3.10 磁場能量
3.11 磁場力
小結
習題

第4章 靜態場的解
4.1 邊值問題的分類
4.2 唯一性定理
4.3 鏡像法
4.4 直角坐標中的分離變量法
4.5 圓柱坐標中的分離變量法
4.6 球坐標中的分離變量法
4.7 復變函數法
4.8 格林函數法
4.9 有限差分法
小結
習題

第5章 時變電磁場
5.1 法拉第電磁感應定律
5.2 位移電流
5.3 麥剋斯韋方程組
5.4 時變電磁場的邊界條件
5.5 時變電磁場的能量與能流
5.6 正弦電磁場
5.7 波動方程
5.8 時變電磁場的位函數
小結
習題

第6章 平麵電磁波
6.1 無耗介質中的平麵電磁波
6.2 導電介質中的平麵電磁波
6.3 電磁波的極化
6.4 色散、相速和群速
6.5 均勻平麵電磁波嚮平麵分界麵的垂直入射
6.6 均勻平麵電磁波嚮多層介質分界麵的垂直入射
6.7 均勻平麵電磁波嚮平麵分界麵的斜入射
6.8 均勻平麵電磁波的全透射與全反射
6.9 等離子體中的電磁波
6.10 鐵氧體中的電磁波
6.11 非均勻平麵波
小結
習題

第7章 電磁波的輻射
7.1 滯後位
7.2 電基本振子的輻射場
7.3 對偶原理與磁基本陣子的輻射場
7.4 天綫的電參數
7.5 對稱綫天綫和天綫陣的概念
7.6 麵天綫的輻射場
7.7 互易定理
7.8 天綫的有效麵積
7.9 傳輸方程
小結
習題

第8章 導行電磁波
8.1 均勻導波結構的一般理論
8.2 矩形波導
8.3 圓波導
8.4 規則波導的損耗
8.5 同軸綫及其高次模
小結
習題

第9章 電磁場數值方法簡介
9.1 有限差分法
9.2 有限元法
9.3 時域有限差分法
9.4 矩量法
小結
習題
參考文獻
附錄A 重要的矢量公式
附錄B 常用數學公式
附錄C 點電荷密度的浜�數錶�?
附錄D 量和單位

《電磁場與電磁波基礎（第二版）》 內容簡介 本書是一本麵嚮物理學、電子工程、通信工程及相關專業本科生和研究生的經典教材。作為第二版，它在保持原有嚴謹紮實的學術風格的基礎上，進一步吸收瞭教學實踐的最新成果，並根據學科發展的最新動態進行瞭內容優化和更新，旨在為讀者構建一個清晰、係統且深入的電磁場與電磁波理論知識體係。 本書的編寫宗旨在於，通過循序漸進的講解，使讀者能夠深刻理解電磁現象的本質，掌握分析和解決實際電磁問題的基本方法和工具。從基本概念的引入到復雜理論的推導，再到工程應用實例的分析，本書力求在理論深度和實踐應用之間取得平衡，為讀者未來的學習和研究打下堅實的基礎。 第一部分：靜電場 全書的開篇，我們從最基本、最核心的靜電場入手。這一部分將帶領讀者深入探索電荷的性質、電場強度、電勢以及高斯定律等 fundamental concepts。 電荷與庫侖定律： 詳細介紹點電荷之間的相互作用力，即庫侖定律，並討論電荷的守恒性和量子化特性。通過引入電荷密度（體電荷密度、麵電荷密度、綫電荷密度）的概念，為處理連續電荷分布奠定基礎。 電場強度與場強疊加原理： 定義電場強度的物理意義，闡述其作為描述電場性質的矢量場。重點講解疊加原理，即總電場強度是各個點電荷産生的電場強度的矢量和。通過大量實例，展示如何計算各種典型電荷分布（如均勻帶電直綫、圓環、圓盤、球體等）産生的電場。 電勢與等勢麵： 引入電勢的概念，將其定義為單位正電荷從無窮遠處移動到某點所做的功。詳細推導電場強度與電勢之間的關係，即電場強度是電勢的負梯度。講解等勢麵的概念及其性質，並通過實例說明等勢麵的幾何形狀與電場綫的關係。 高斯定律及其應用： 這是靜電場理論的基石之一。本書將詳細闡述高斯定律的物理意義，即通過任意閉閤麯麵的電通量與該麯麵內包圍的總電荷成正比。重點講解如何巧妙選擇高斯麵，利用高斯定律簡化求解對稱電荷分布（如均勻帶電球體、無限長均勻帶電直綫、無限大均勻帶電平麵等）的電場強度。 散度與鏇度在靜電場中的錶現： 結閤矢量分析的工具，介紹電場強度的散度（∇·E = ρ/ε₀）和電勢的鏇度（∇×E = 0），深入理解其物理含義，為後續引入麥剋斯韋方程組做鋪墊。 導體的靜電平衡： 分析導體在靜電場中的特性，包括導體內部場強為零、導體錶麵為等勢麵、電荷隻分布在導體錶麵等。講解靜電屏蔽現象及其原理。 電介質的極化： 介紹電介質在電場作用下的極化現象，包括電位移矢量（D）的引入。詳細討論電介質的介電常數和相對介電常數，以及在有介質存在時的高斯定律的推廣形式。 第二部分：靜磁場 在掌握瞭靜電場的概念和分析方法後，本書將轉嚮靜磁場的探索。這一部分將聚焦於恒定電流和永磁體産生的磁場。 磁場強度與畢奧-薩伐爾定律： 定義磁場強度（B）和磁感應強度（H），並引入描述恒定電流元産生磁場的畢奧-薩伐爾定律。通過這一定律，計算典型電流分布（如直綫電流、環形電流、螺綫管等）産生的磁場。 安培環路定律： 另一項描述磁場的重要定律。詳細闡述安培環路定律，即沿任意閉閤迴路的磁場強度環路積分等於迴路內總電流。講解如何利用安培環路定律簡化求解對稱電流分布産生的磁場，如無限長直綫電流、無限大平麵電流、長直螺綫管等。 磁矢勢： 引入磁矢勢（A）的概念，將其定義為磁感應強度的鏇度，以及它與電流密度的關係（∇²A = -μ₀J）。磁矢勢在求解復雜磁場問題時非常有用，尤其是在處理電磁波的輻射問題時。 磁場中的力： 詳細討論載流導綫在磁場中受到的洛倫茲力，以及帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力。講解這些力如何導緻電動機的原理和質譜儀的工作方式。 磁偶極子： 介紹磁偶極子的概念，包括載流綫圈等效於磁偶極子。討論磁偶極子在外部磁場中受到的力矩和勢能。 磁性材料： 介紹順磁性、抗磁性和鐵磁性等不同類型的磁性材料，以及它們對外部磁場的影響。討論磁導率（μ）的概念，並給齣磁化強度（M）與磁場強度（H）的關係。 散度與鏇度在靜磁場中的錶現： 引入磁感應強度的散度（∇·B = 0），深刻理解磁感綫總是閉閤的，不存在磁單極子。講解磁場強度的鏇度（∇×H = J），描述瞭電流在産生磁場中的作用。 第三部分：電磁感應與時變電磁場 在靜電場和靜磁場的基礎上，本書將深入探討電磁場的動態行為，即電磁感應和時變電磁場。 法拉第電磁感應定律： 詳細闡述法拉第電磁感應定律，即穿過某個迴路的磁通量發生變化時，迴路中會産生感應電動勢。重點講解感應電動勢的大小與磁通量變化率成正比，以及感應電流的方嚮由楞次定律決定。 位移電流： 這是一個至關重要的概念，由麥剋斯韋提齣。詳細解釋在電容器充放電過程中，電場變化會産生一種“電流”，稱為位移電流（Jd = ε₀∂E/∂t）。位移電流與傳導電流在産生磁場方麵具有相同的性質。 麥剋斯韋方程組： 將前麵介紹的靜電場和靜磁場的四大基本方程（高斯定律、磁場的無散度性質、法拉第電磁感應定律、安培-麥剋斯韋定律）以及位移電流的概念整閤起來，形成完整的麥剋斯韋方程組。本書將詳細推導並分析麥剋斯韋方程組的物理意義，它是描述電磁場行為的統一理論基礎。 電磁場能量： 探討電磁場中儲存的能量，包括電場能和磁場能的密度。介紹坡印廷矢量（S），其錶示電磁場的能量流密度，揭示瞭能量如何在空間中傳播。 第四部分：電磁波 在麥剋斯韋方程組的指導下，本書將自然地引申齣電磁波的概念，並深入分析其特性。 平麵電磁波的産生與傳播： 從麥剋斯韋方程組齣發，推導齣均勻無源介質中平麵電磁波的波動方程。詳細分析平麵電磁波的性質，包括其是橫波、傳播速度（光速c）、電場與磁場的振幅關係、相位關係以及能量流嚮。 電磁波的能量與動量： 進一步分析電磁波攜帶的能量和動量，介紹坡印廷矢量的時均值與平均功率的關係。 電磁波的反射與摺射： 探討電磁波在兩種不同介質界麵上的反射和摺射現象，推導菲涅耳公式，分析反射係數和透射係數。 電磁波的極化： 介紹綫極化、圓極化、橢圓極化等不同類型的電磁波極化狀態，以及極化狀態的改變（如通過偏振片）。 電磁波的散射與衍射： 簡要介紹電磁波遇到障礙物或小孔時的散射和衍射現象，這些現象是波動理論的重要體現。 電磁波譜： 介紹不同頻率範圍的電磁波，如無綫電波、微波、紅外綫、可見光、紫外綫、X射綫和γ射綫，以及它們在自然界和科學技術中的應用。 第五部分：應用與選講 為瞭讓讀者更好地理解電磁場與電磁波理論在實際中的應用，本書在最後部分安排瞭一些具有代錶性的應用和更深入的選講內容。 天綫理論基礎： 簡要介紹各種基本天綫（如振子天綫、偶極天綫）的輻射原理，以及天綫的方嚮圖、增益等重要參數。 傳輸綫理論： 介紹均勻傳輸綫上的電磁波傳播，包括電壓和電流的傳播，以及阻抗匹配的概念。 波導理論基礎： 簡要介紹金屬波導中電磁波的傳播模式。 非均勻介質和色散： 討論電磁波在非均勻介質中的傳播特性，以及介質對不同頻率電磁波傳播速度的影響（色散）。 電磁兼容性（EMC）簡介： 簡要介紹電磁兼容性的基本概念及其重要性。 本書特色 體係完整，邏輯嚴謹： 從基本概念到高等理論，層層遞進，結構清晰，邏輯性強。 概念深入淺齣： 采用多種方式解釋抽象概念，輔以豐富的圖示和類比，幫助讀者理解。 公式推導詳盡： 關鍵公式的推導過程清晰完整，便於讀者學習和掌握。 例題豐富，覆蓋麵廣： 包含大量典型例題，涵蓋瞭從基礎計算到綜閤分析的各個層麵。 注重物理圖像： 強調對物理現象的直觀理解，幫助讀者建立起對電磁場的物理圖像。 第二版內容更新： 針對部分章節進行瞭內容優化和更新，例如增加瞭對一些新技術的提及，以及在教學方法上的改進。 本書適閤作為高等院校物理、電子、通信等專業本科生的教材，也可作為相關領域研究生的參考書。通過對本書的學習，讀者將能夠掌握電磁場與電磁波的基本理論，並為進一步深入學習相關專業課程打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是其理論講解的深度和廣度都令人印象深刻。它不僅僅是羅列公式和定理，更注重對物理概念的深入剖析，以及它們之間的內在聯係。作者在解釋一些經典問題時，引入瞭多種不同的分析方法，讓我在理解原理的同時，也能體會到不同視角帶來的啓發。比如，在講解電磁波的産生機製時，書中對加速電荷的輻射過程進行瞭詳細的推導，並且清晰地闡述瞭為何電磁波能夠傳播以及其能量的來源。另外，對於不同媒質中的電磁波傳播特性，如反射、摺射、衍射等現象，書中也給齣瞭詳盡的數學描述和物理圖像，這對我理解雷達、通信等實際應用非常有幫助。我尤其欣賞的是，書中並沒有迴避一些復雜的數學推導，而是通過逐步引導的方式，讓讀者能夠跟上思路，最終掌握核心知識。這種嚴謹的學術風格，對於想要深入研究電磁場與電磁波的讀者來說，是難能可貴的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書帶給我的驚喜遠超我的預期。我本來是抱著學習基礎知識的心態去翻閱的，但越往後讀，越發現它不僅僅是基礎，更蘊含著一些我之前從未接觸過的前沿思考。比如，書中對電磁場的數值模擬方法進行瞭介紹，雖然隻是簡要的概述，但已經讓我窺見瞭現代工程設計和科學研究的一些重要工具。我還注意到，書的某些章節中，作者提及瞭一些正在發展的電磁學新領域，雖然沒有深入展開，但已經足夠激發我的好奇心，讓我開始思考這些方嚮未來的可能性。而且，這本書的參考文獻列錶非常詳盡，對於那些想要進一步深挖某個知識點或者對某個理論感興趣的讀者來說，簡直是一座寶藏，可以直接指引我找到更專業的文獻。這種“授人以魚不如授人以漁”的編寫思路，讓我覺得這本書的價值遠遠超齣瞭其本身的內容，它更像是一個引領我進入更廣闊學術海洋的指南針。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編寫風格可以說是非常“實戰”瞭。每一章的開頭都會點明本章的學習目標，讀完之後，我發現目標基本都得到瞭很好的實現。更關鍵的是，書中穿插的那些“應用場景分析”和“技術鏈接”部分，讓我覺得學到的理論知識不再是空中樓閣，而是能與現實世界緊密相連。比如，在講到天綫理論的時候，書裏就順帶提到瞭不同類型天綫的優缺點以及它們在無綫通信中的具體應用，這讓我對這些理論有瞭更直觀的認識。還有關於電磁兼容性的章節，雖然我還沒完全深入，但僅僅是看開頭的內容，就感覺它能幫助我理解為何電子設備之間會互相乾擾，以及如何去避免這些問題。總的來說，這本書不單單是一本教科書，更像是一本結閤瞭理論深度和工程實踐的參考書，對於有誌於從事相關技術工作的人來說，非常有指導意義。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的語言風格十分獨特，帶著一種我從未在其他教材中感受過的“娓娓道來”的親切感。作者在闡述高深理論時，仿佛是在和我這個初學者對話，用通俗易懂的比喻和生動的例子來解釋那些抽象的概念。比如，解釋麥剋斯韋方程組時，書中沒有直接扔齣那四個復雜的微分方程，而是先從法拉第定律和安培定律齣發，一步步引齣位移電流的概念，再最終構建起完整的方程體係，這個過程就像是在解一個引人入勝的謎題。還有，書中對電磁波的演示，更是用到瞭很多類比，比如將電磁場的振蕩比作水波的傳播，讓我瞬間就有瞭形象的認識。這種不落俗套的講解方式，極大地降低瞭學習難度，也讓我對原本覺得枯燥的電磁學産生瞭濃厚的興趣。我可以想象，如果我用其他方式來學習，很可能早就放棄瞭，但這本書讓我覺得學習過程本身就很有樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量是真的不錯，紙張厚實，觸感也很好，拿在手裏感覺挺沉甸甸的，很有分量。封麵設計也挺簡潔大方的，沒有那種花裏鬍哨的圖案，整體給人一種嚴謹、專業的感覺。我特意翻瞭翻目錄，內容覆蓋的知識點確實很全麵，從最基礎的靜電場、靜磁場，到動態變化中的電磁場，再到最後的電磁波的傳播和應用，層層遞進，邏輯清晰。看到裏麵還有不少插圖和示意圖，這對於理解一些比較抽象的概念來說，簡直是福音。有時候文字描述看半天都搞不明白，一張圖立刻就茅塞頓開。我之前學這方麵的內容，最大的障礙就是概念理解不清，希望這本書能夠幫我打下堅實的基礎。而且，我還注意到書中有很多例題和習題，這對我這種需要通過練習來鞏固知識的人來說，太重要瞭。感覺作者在這本書上下瞭很大的功夫，光看排版和內容組織，就覺得是一本用心之作。我對手頭的這本“電磁場與電磁波基礎（第二版）”充滿期待，希望它能帶我領略電磁世界的奇妙。