电磁场与电磁波(第2版) 邬春明 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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邬春明 著

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301205082

商品编码：29777702154

包装：平装

出版时间：2012-07-01

基本信息

书名:电磁场与电磁波(第2版)

定价：30.00元

售价：20.7元,便宜9.3元,折扣69

作者:邬春明

出版社：北京大学出版社

出版日期：2012-07-01

ISBN：9787301205082

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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　　《21世纪全国应用型本科电子通信系列实用规划教材：电磁场与电磁波（第2版）》特色：
　　根据当前就业形势和**相关行业标准，对版教材进行了修订，更符合学科的发展潮流。在普及科技知识的同时，将人文知识融入理论讲解，提高读者的人文素养。图文并茂，增强教材的可读性，培养读者的逻辑思维能力与形象思维能力。内容丰富，融会当前**理论和工程实例，拓宽阅读视野。
　　简化数学推导，增加应用实例；重新编排习题，增加附录内容；调整编写体系，符合发展规律。

内容提要

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　　《21世纪全国应用型本科电子通信系列实用规划教材：电磁场与电磁波（第2版）》从矢量分析与场论人手，系统介绍了电磁场的基本理论和应用，内容包括矢量分析与场论基础、电磁感应、时变电磁场、平面电磁波基础、平面电磁波的反射与透射、导行电磁波、电磁波的辐射、静态场分析与应用、静态场的解。每章都附有小结和习题，书后附有部分习题参考答案。
　　本修订版保留了版的编写体系，采用了先动态再将静态作为特例处理的编写方法，进一步加强了系统性、突出了应用性，使教材更符合时代特色。
　　《21世纪全国应用型本科电子通信系列实用规划教材：电磁场与电磁波（第2版）》可作为高等学校电子信息类各专业本科教材，也可作为从事相关领域技术人员的参考书。

目录

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章 矢量分析与场论基础
1.1 标量场和矢量场
1.1.1 标量和矢量
1.1.2 标量场和矢量场
1.2 矢量运算
1.2.1 标量积和矢量积
1.2.2 三重积
1.3 常用正交坐标系
1.3.1 三种常用坐标系
1.3.2 三种坐标系之间的相互转换
1.4 标量场的梯度
1.4.1 方向导数
1.4.2 标量场的梯度
1.5 矢量场的通量与散度
1.5.1 矢量场的通量
1.5.2 矢量场的散度
1.5.3 散度定理
1.6 矢量场的环量与旋度
1.6.1 矢量场的环量
1.6.2 矢量场的旋度
1.6.3 斯托克斯定理
1.7 拉普拉斯算符及其运算
1.8 亥姆霍兹定理
1.8.1 散度、旋度的比较
1.8，2 亥姆霍兹定理
本章小结
习题

第2章 电磁感应
2.1 电荷及电荷守恒定律
2.1.1 电荷及电荷密度
2.1.2 电荷守恒定律
2.2 电流及电流连续性方程
2.2.1 电流及电流密度
2.2.2 电流连续性方程
2.3 库仑定律与电场强度
2.3.1 库仑定律
2.3.2 电场强度
2.3.3 电位函数
2.4 高斯定理和电通量密度
2.4，1 电通量密度
2.4.2 高斯定理
2.5 欧姆定律和焦耳定律的微分形式
2.5.1 欧姆定律的微分形式
2.5.2 电阻
2.5.3 焦耳定律的微分形式
2.6 电介质中的电场及电位移矢量
2.6.1 电介质的极化
2.6.2 电位移矢量
2.7 毕奥萨伐定律及磁感应强度
2.7.1 安培磁力定律
2.7.2 毕奥萨伐定律及磁感应强度
2.8 法拉第电磁感应定律
2.8.1 法拉第电磁感应定律的积分形式
2.8.2 法拉第电磁感应定律的
微分形式
本章小结
习题

第3章 时变电磁场
3.1 位移电流与全电流定律
3.1.1 安培环路定律
3.1.2 位移电流及全电流安培环路定律
3.2 麦克斯韦方程组
3.2.1 麦克斯韦方程组
3.2.2 结构方程和限定形式的麦克斯韦方程组
3.2.3 时变电磁场与复数形式的麦克斯韦方程组
3.2.4 时变电磁场的应用
3.3 时变电磁场的边界条件
3.4 坡印廷定理与坡印廷矢量
3.4.1 坡印廷定理
3.4.2 坡印廷矢量及其复数形式
3.5 动态矢量位和标量位
3.5.1 动态矢量位和标量位的引入
3.5.2 动态矢量位和标量位方程
3.5.3 达朗贝尔方程及罗伦兹规范
本章小结
习题

第4章 平面电磁波基础
4.1 波动方程
4.2 理想介质中的均匀平面波
4.2.1 平面波的场
4.2，2 均匀平面波的参数
4.2.3 均匀平面波的传播特陛
4.2.4 沿任意方向传播的均匀平面波
4.3 有耗媒质中的均匀平面波
4.3.1 有耗媒质中平面波的传播特性
4.3.2 趋肤效应
4.3.3 工程应用
4.4 电磁波的极化
4.4.1 线极化
4.4.2 圆极化
4.4.3 椭圆极化
4.4.4 电磁波极化特性的工程应用
4.5 色散和群速
4.5.1 色散现象与群速
4.5.2 相速与群速的关系
本章小结
习题

第5章 平面电磁波的反射与透射
5.1 平面波向平面分界面的垂直入射
5.1.1 平面波向理想导体的垂直入射
5.1.2 平面波向理想介质的垂直入射
5.2 平面波对理想介质的斜入射
5.2.1 相位匹配条件和Snell定律
5.2.2 垂直极化波的斜入射
5.2.3 平行极化波的斜入射
5.3 平面波对理想导体的斜入射
5.3.1 垂直极化波的斜入射
5.3.2 平行极化波的斜入射
5.4 平面波的全透射与全反射
5．4.1 全透射
5.4.2 全反射
本章小结
习题

第6章 导行电磁波
6.1 微波及导波装置简介
6.1.1 微波简介
6.1.2 常用导波装置介绍
6.2 电磁波在均匀导波装置中传播的一般规律
6.2.1 波动方程与电磁场量表达式
6.2.2 导行波的传播模式
6.2.3 基本参数
6.3 矩形波导中波的参量和特性
6.3.1 TM波的电磁场分量
6.3.2 TE波的电磁场分量
6.3.3 矩形波导的传播特性
6.4 沿矩形波导的单模传输
6.4.1 单模传输条件
6.4.2 矩形波导中的TE10波
6.5 矩形波导中的能量传输与损耗
6.5.1 矩形波导的传输功率
……
第7章 电磁波的辐射
第8章 静态场分析与应用
第9章 静态场的解

附录A 部分习题参考答案
附录B 常用矢量公式
附录C 希腊字母读音表
附录D 量和单位
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电磁场与电磁波（第2版）》简介（非邬春明版本内容） 一、 导论：宇宙的隐秘语言与人类的探索之路 自古以来，人类便对自然界的一切现象充满了好奇与求索。从闪烁的星辰到潺潺的流水，从轻柔的微风到震耳欲聋的雷鸣，一切都似乎遵循着某种未知的规律。其中，电与磁，这两种看似独立却又神秘交织的力量，更是长期以来困扰着伟大的思想家们。它们是构成宇宙最基本的存在之一，是能量传递、物质交互的根本驱动力。理解电磁场的奥秘，便是揭示宇宙运行的深层机制；掌握电磁波的规律，便是解锁信息传递和能量传输的无限可能。 本书旨在带领读者踏上一段令人振奋的探索之旅，深入理解电磁场与电磁波这一物理学核心领域。我们将从最基础的电荷和电流概念出发，逐步构建起宏大的电磁理论框架。这一框架不仅解释了我们身边诸多熟悉的现象，如静电吸附、电流发热、指南针指向，更预示着那些曾经只存在于科幻小说中的未来技术，如无线通信、遥感探测、甚至能源传输。 我们相信，学习电磁学并非枯燥的理论堆砌，而是一场逻辑严谨、思维跃迁的智力挑战。通过系统的梳理与深入的解析，本书将帮助读者建立起扎实的理论基础，培养严谨的科学思维，并激发对电磁现象及其应用的持久兴趣。无论您是怀揣科学梦想的学生，还是渴望拓展知识边界的专业人士，抑或是对世界充满好奇的求知者，都能在这本书中找到属于自己的收获。 二、 第一篇：静电场——无形之手，塑造万物 静电场，是电荷静止时所产生的空间效应。它是理解整个电磁学大厦的基石。本篇将从库仑定律这一万有引力定律的电学对应物开始，细致阐述点电荷之间的相互作用力。我们将深入探讨电场强度这一矢量概念，理解它如何描述电荷在空间中受到的力，并通过高斯定律这一简洁而强大的数学工具，来简化复杂电场分布的计算。 高斯定律，如同电场世界的“度量衡”，它揭示了电场通量与封闭曲面内电荷量之间的直接关系。我们将利用这一原理，分析各种对称性电荷分布（如均匀带电球体、无限长均匀带电直线、均匀带电平面）所产生的电场，从而深刻理解电场形态与电荷分布的紧密联系。 除了电场强度，电势能和电势更是理解静电场的重要概念。电势，如同“高度”在引力场中的作用，描述了单位正电荷在电场中具有的能量。我们将探讨等势面和等势线的概念，以及它们与电场线的关系，这对于理解电容器的充放电过程、静电屏蔽效应等至关重要。 本书还将深入研究电场在介质中的行为。导体中自由电荷的响应、绝缘体中的电极化现象，以及它们对电场分布的影响，都将得到详细的阐释。特别是电介质的引入，如何改变电场的强度和分布，是理解电容器性能、电信号传播的关键。 最后，我们还将探讨静电场的能量以及电场做功的计算。理解能量守恒在静电系统中的体现，以及电场能的存储和转化，为后续学习动电场和电磁波的能量特性奠定基础。 三、 第二篇：稳恒磁场——运动之影，驱动现代文明 当电荷开始运动，便产生了电流；电流的运动，则会生成磁场。本篇将聚焦于稳恒磁场，即电流恒定时产生的磁场。我们将从安培定律出发，揭示电流与磁场之间的定量关系。安培定律，如同电学中的安培定则，它指出了电流在空间中产生的磁场强度与电流大小和路径的关系。 我们将通过一系列经典的算例，例如无限长直导线、圆形线圈、螺线管产生的磁场，来加深对安培定律的理解。这些例子不仅有助于掌握计算方法，更能直观地感受不同电流结构所形成的磁场形态。 磁场力的概念，即洛伦兹力，是理解磁场作用于运动电荷和电流的关键。洛伦兹力的方向和大小，决定了带电粒子在磁场中的运动轨迹，以及载流导线在磁场中受到的作用力。我们将深入分析洛伦兹力的性质，并介绍霍尔效应等基于此原理的现象。 磁场在介质中的传播，即磁介质的性质，也是本篇的重要内容。顺磁性、反磁性、铁磁性等不同磁介质对磁场强度的影响，以及它们在磁路分析中的作用，都将得到详尽的讲解。特别是铁磁性材料的磁滞回线，更是理解电磁感应和电磁设备工作原理的核心。 此外，本篇还将探讨磁场的能量以及磁场对载流导体的做功。理解能量在磁场中的存储和转化，为理解电磁波的能量传输奠定基础。 四、 第三篇：电磁感应——动的力量，引爆变革 法拉第发现的电磁感应现象，是连接电与磁最深刻的纽带。本篇将深入研究电磁感应的基本原理，揭示变化的磁场如何产生电场，以及变化的电场又如何产生磁场。 首先，我们将详细阐述法拉第电磁感应定律，理解感应电动势的大小与穿过闭合回路的磁通量的变化率成正比。在此基础上，我们将探讨楞次定律，它指出了感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量变化，这体现了能量守恒的思想。 我们将通过分析多种感应情况，例如由磁场强度变化引起的感应、由导体回路面积变化引起的感应、以及由导体回路相对运动引起的感应（动生电动势），来全面理解电磁感应的规律。 自感与互感是电磁感应的重要应用。自感是指线圈自身磁通量变化而产生的感应电动势，它与线圈的自感系数相关。互感则是指一个线圈的磁通量变化在另一个线圈中产生的感应电动势，它与两个线圈之间的互感系数相关。我们将深入分析这两个概念，并探讨它们在实际电路中的应用，如电感器的储能作用。 本篇还将介绍电磁场的能量转换，以及能量在感应过程中是如何守恒的。理解感应现象中的能量流向和转化，是构建完整电磁场理论的关键。 五、 第四篇：变化的电磁场与电磁波——宇宙的信使，穿越时空 当电场和磁场都发生变化时，它们之间会产生一种相互激发、相互传递的动态过程，这就是电磁波。本篇将进入电磁场理论的最高潮，揭示电磁波的产生、传播和性质。 马克斯韦尔方程组，这一物理学中最优雅、最深刻的方程组之一，将作为本篇的核心。我们将逐一解析四个方程的物理意义：高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第电磁感应定律、以及安培-麦克斯韦定律。这些方程简洁地概括了电场和磁场在时空中的相互关系，并且预言了电磁波的存在。 通过对马克斯韦尔方程组的分析，我们将推导出电磁波的波动方程。我们将探讨电磁波的传播速度，并证明它等于光速，从而揭示光就是一种电磁波。 本书将详细阐述电磁波的各项基本性质：横波的特性、传播方向与电场、磁场方向的垂直关系；能量的传播，即坡印廷矢量；动量和角动量。我们将分析不同频率和波长的电磁波，从无线电波到可见光，再到X射线和伽马射线，理解它们各自的特点和应用。 电磁波的产生机制，例如天线辐射，也将得到深入的介绍。我们将分析不同类型天线的辐射特性，以及如何通过改变电流的振荡频率和幅度来控制电磁波的发射。 最后，本篇还将探讨电磁波在介质中的传播，包括反射、折射、衍射、干涉等现象。这些现象是理解光学和通信工程的基础，也是电磁波应用的实际体现。 六、 结论：理论与实践的桥梁，展望未来 《电磁场与电磁波》不仅仅是一本理论书籍，它更是连接抽象物理概念与我们日常生活和未来科技的桥梁。从手机通信到卫星导航，从医学影像到新能源技术，电磁场的原理无处不在。 本书旨在通过严谨的数学推导、清晰的物理概念阐释以及丰富的应用实例分析，帮助读者构建起完整的电磁场与电磁波知识体系。我们希望读者在掌握这些基本原理的基础上，能够更深入地理解现代科技的运行机制，并能激发他们在相关领域的创新与探索。 学习电磁学是一场思维的升华。它要求我们具备抽象思维能力、逻辑分析能力和解决复杂问题的能力。我们鼓励读者积极思考，勇于提问，并在实践中巩固所学。 电磁学的研究从未停止。新的材料、新的技术、新的应用正在不断涌现。我们期待本书能成为您在这趟激动人心的科学探索旅程中的有力伙伴，为您打开通往更广阔的知识天地的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排，体现了作者深厚的教学经验和对学科内在逻辑的深刻理解。它不是简单地把各个章节堆砌在一起，而是遵循了由浅入深、循序渐进的自然规律。起始部分对矢量分析和复变函数的回顾，看似是基础知识的重复，但实际上是为后续引入复杂的偏微分方程和边界条件做好了充分的数学铺垫，确保了跨学科背景的读者都能跟上节奏。随后，从静电场、静磁场过渡到时变电磁场，再到电磁波的产生和传播，每一步的知识增量都控制得非常适中。最让我欣赏的是，它在讲解完平面波后，并没有直接跳到复杂的波导或谐振腔，而是先用一个专门的章节来讨论电磁波在各种典型介质（良导体、低损耗介质、半导体）中的传播特性，这种分层解析，极大地降低了复杂性问题的学习难度。这种精心编排的路线图，让学习过程充满了可控性和成就感。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的工程师，我深知理论知识的“保质期”在快速发展的科技领域是一个大问题。我翻阅了许多老旧的教材，虽然基础知识扎实，但在涉及现代应用，比如微波工程、电磁兼容（EMC）等方面，往往力不从心。这本书的价值就在于，它在夯实经典理论的同时，巧妙地融入了与现代技术紧密相关的案例和讨论。比如，它对传输线中的损耗分析，直接指向了实际PCB设计中信号完整性的问题；对屏蔽效应的讨论，也包含了现代金属腔体屏蔽的等效模型分析。它成功地架起了一座连接“纯物理”与“工程实现”之间的桥梁。这意味着，我们不仅能知道“为什么会这样”，更能知道“在实际中应该如何处理”。这种面向未来和应用的视角，使得这本书的参考价值和生命力远超同类书籍，它更像是一份与时俱进的专业知识库，而非仅仅是一本学期课程的配套读物。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对排版和阅读体验要求比较高的读者，这本书的出版质量和排版设计给我留下了非常好的印象。很多技术书籍常常为了塞入更多内容而导致版面拥挤、插图模糊不清，读起来非常费劲，眼睛很容易疲劳。但这本书的字体选择恰到好处，行间距和段落划分都非常合理，即便是面对长篇的推导过程，也能保持清晰的逻辑脉络。更值得称赞的是，书中配有的插图和示意图，不仅数量多，而且质量极高。它们不仅仅是公式的简单视觉化，而是经过精心设计的，能够直观地揭示物理现象的本质。例如，在分析坡印亭矢量（Poynting Vector）时，它用动态的箭头图清晰地展示了能量流动的方向和大小，这比单纯看公式要高效得多。这种对细节的关注，体现了出版团队的专业素养，也极大地提升了我的学习效率和阅读兴趣。一本好书，不仅内容要好，阅读体验同样重要，这本书在这方面做到了极致。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我找了市面上好几本号称“经典”的教材，但很多要么是过于注重数学推导而牺牲了物理直观性，要么就是内容过于陈旧，跟不上现代技术的发展。然而，这本教材在保持理论严谨性的同时，对现代应用领域的覆盖度让人惊喜。比如，它对传输线理论的讲解，不仅仅停留在Lumped Element模型上，还深入探讨了分布式参数下的高频效应，这对射频工程师来说是救命稻草。书中对于史密斯圆图的应用讲解，简直是教科书级别的清晰，我个人通过它才真正掌握了阻抗匹配的精髓，而不是靠死记硬背公式。另外，书中对辐射问题，特别是偶极子和环形天线的分析，处理得非常到位，既有理论推导，也有不同工作频率下的远场和近场辐射特性对比。这种对细节的把握和对现代工程需求的精准捕捉，使得这本书超越了一般的教学参考书，更像是一本随时可以翻阅的“工具书”。它的深度和广度，确保了读者在未来几年内，面对新的电磁问题时，都能找到坚实的理论基础去应对。

评分☆☆☆☆☆

这套书简直是理论与实践完美结合的典范！我记得刚开始接触这个领域时，很多概念都感觉像空中楼阁，抽象得让人抓耳挠腮。但是，这本书的作者在阐述麦克斯韦方程组这些核心内容时，总能找到非常巧妙的比喻和直观的图示，仿佛把那些看不见的电磁场具象化了。特别是关于波的传播和散射部分，作者没有一味地堆砌复杂的数学公式，而是先用清晰的物理图像引导你理解，然后再逐步深入到数学推导。读起来感觉非常顺畅，每一步的逻辑衔接都天衣无缝。举个例子，解析电磁场在介质中的行为时，它不仅仅是给出了边界条件的公式，还详细分析了不同入射角度下反射和折射的物理意义，这对于我们后续设计天线或者滤波器时至关重要。而且，书中的例题设计得非常巧妙，很多都是贴近工程实际的场景，做完之后，你会有一种“原来如此”的豁然开朗感，而不是纯粹的解题技巧提升。那种感觉，就像是拿到了一把开启实际应用大门的金钥匙，而不是仅仅停留在纸上谈兵的层面。我强烈推荐给所有希望将电磁理论真正应用于工程实践的同行们。