電磁場與電磁波(第2版) 鄔春明 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄔春明 著

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齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301205082

商品編碼：29777702154

包裝：平裝

齣版時間：2012-07-01

基本信息

書名:電磁場與電磁波(第2版)

定價：30.00元

售價：20.7元,便宜9.3元,摺扣69

作者:鄔春明

齣版社：北京大學齣版社

齣版日期：2012-07-01

ISBN：9787301205082

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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　　《21世紀全國應用型本科電子通信係列實用規劃教材：電磁場與電磁波（第2版）》特色：
　　根據當前就業形勢和**相關行業標準，對版教材進行瞭修訂，更符閤學科的發展潮流。在普及科技知識的同時，將人文知識融入理論講解，提高讀者的人文素養。圖文並茂，增強教材的可讀性，培養讀者的邏輯思維能力與形象思維能力。內容豐富，融會當前**理論和工程實例，拓寬閱讀視野。
　　簡化數學推導，增加應用實例；重新編排習題，增加附錄內容；調整編寫體係，符閤發展規律。

內容提要

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　　《21世紀全國應用型本科電子通信係列實用規劃教材：電磁場與電磁波（第2版）》從矢量分析與場論人手，係統介紹瞭電磁場的基本理論和應用，內容包括矢量分析與場論基礎、電磁感應、時變電磁場、平麵電磁波基礎、平麵電磁波的反射與透射、導行電磁波、電磁波的輻射、靜態場分析與應用、靜態場的解。每章都附有小結和習題，書後附有部分習題參考答案。
　　本修訂版保留瞭版的編寫體係，采用瞭先動態再將靜態作為特例處理的編寫方法，進一步加強瞭係統性、突齣瞭應用性，使教材更符閤時代特色。
　　《21世紀全國應用型本科電子通信係列實用規劃教材：電磁場與電磁波（第2版）》可作為高等學校電子信息類各專業本科教材，也可作為從事相關領域技術人員的參考書。

目錄

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章 矢量分析與場論基礎
1.1 標量場和矢量場
1.1.1 標量和矢量
1.1.2 標量場和矢量場
1.2 矢量運算
1.2.1 標量積和矢量積
1.2.2 三重積
1.3 常用正交坐標係
1.3.1 三種常用坐標係
1.3.2 三種坐標係之間的相互轉換
1.4 標量場的梯度
1.4.1 方嚮導數
1.4.2 標量場的梯度
1.5 矢量場的通量與散度
1.5.1 矢量場的通量
1.5.2 矢量場的散度
1.5.3 散度定理
1.6 矢量場的環量與鏇度
1.6.1 矢量場的環量
1.6.2 矢量場的鏇度
1.6.3 斯托剋斯定理
1.7 拉普拉斯算符及其運算
1.8 亥姆霍茲定理
1.8.1 散度、鏇度的比較
1.8，2 亥姆霍茲定理
本章小結
習題

第2章 電磁感應
2.1 電荷及電荷守恒定律
2.1.1 電荷及電荷密度
2.1.2 電荷守恒定律
2.2 電流及電流連續性方程
2.2.1 電流及電流密度
2.2.2 電流連續性方程
2.3 庫侖定律與電場強度
2.3.1 庫侖定律
2.3.2 電場強度
2.3.3 電位函數
2.4 高斯定理和電通量密度
2.4，1 電通量密度
2.4.2 高斯定理
2.5 歐姆定律和焦耳定律的微分形式
2.5.1 歐姆定律的微分形式
2.5.2 電阻
2.5.3 焦耳定律的微分形式
2.6 電介質中的電場及電位移矢量
2.6.1 電介質的極化
2.6.2 電位移矢量
2.7 畢奧薩伐定律及磁感應強度
2.7.1 安培磁力定律
2.7.2 畢奧薩伐定律及磁感應強度
2.8 法拉第電磁感應定律
2.8.1 法拉第電磁感應定律的積分形式
2.8.2 法拉第電磁感應定律的
微分形式
本章小結
習題

第3章 時變電磁場
3.1 位移電流與全電流定律
3.1.1 安培環路定律
3.1.2 位移電流及全電流安培環路定律
3.2 麥剋斯韋方程組
3.2.1 麥剋斯韋方程組
3.2.2 結構方程和限定形式的麥剋斯韋方程組
3.2.3 時變電磁場與復數形式的麥剋斯韋方程組
3.2.4 時變電磁場的應用
3.3 時變電磁場的邊界條件
3.4 坡印廷定理與坡印廷矢量
3.4.1 坡印廷定理
3.4.2 坡印廷矢量及其復數形式
3.5 動態矢量位和標量位
3.5.1 動態矢量位和標量位的引入
3.5.2 動態矢量位和標量位方程
3.5.3 達朗貝爾方程及羅倫茲規範
本章小結
習題

第4章 平麵電磁波基礎
4.1 波動方程
4.2 理想介質中的均勻平麵波
4.2.1 平麵波的場
4.2，2 均勻平麵波的參數
4.2.3 均勻平麵波的傳播特陛
4.2.4 沿任意方嚮傳播的均勻平麵波
4.3 有耗媒質中的均勻平麵波
4.3.1 有耗媒質中平麵波的傳播特性
4.3.2 趨膚效應
4.3.3 工程應用
4.4 電磁波的極化
4.4.1 綫極化
4.4.2 圓極化
4.4.3 橢圓極化
4.4.4 電磁波極化特性的工程應用
4.5 色散和群速
4.5.1 色散現象與群速
4.5.2 相速與群速的關係
本章小結
習題

第5章 平麵電磁波的反射與透射
5.1 平麵波嚮平麵分界麵的垂直入射
5.1.1 平麵波嚮理想導體的垂直入射
5.1.2 平麵波嚮理想介質的垂直入射
5.2 平麵波對理想介質的斜入射
5.2.1 相位匹配條件和Snell定律
5.2.2 垂直極化波的斜入射
5.2.3 平行極化波的斜入射
5.3 平麵波對理想導體的斜入射
5.3.1 垂直極化波的斜入射
5.3.2 平行極化波的斜入射
5.4 平麵波的全透射與全反射
5．4.1 全透射
5.4.2 全反射
本章小結
習題

第6章 導行電磁波
6.1 微波及導波裝置簡介
6.1.1 微波簡介
6.1.2 常用導波裝置介紹
6.2 電磁波在均勻導波裝置中傳播的一般規律
6.2.1 波動方程與電磁場量錶達式
6.2.2 導行波的傳播模式
6.2.3 基本參數
6.3 矩形波導中波的參量和特性
6.3.1 TM波的電磁場分量
6.3.2 TE波的電磁場分量
6.3.3 矩形波導的傳播特性
6.4 沿矩形波導的單模傳輸
6.4.1 單模傳輸條件
6.4.2 矩形波導中的TE10波
6.5 矩形波導中的能量傳輸與損耗
6.5.1 矩形波導的傳輸功率
……
第7章 電磁波的輻射
第8章 靜態場分析與應用
第9章 靜態場的解

附錄A 部分習題參考答案
附錄B 常用矢量公式
附錄C 希臘字母讀音錶
附錄D 量和單位
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電磁場與電磁波（第2版）》簡介（非鄔春明版本內容） 一、 導論：宇宙的隱秘語言與人類的探索之路 自古以來，人類便對自然界的一切現象充滿瞭好奇與求索。從閃爍的星辰到潺潺的流水，從輕柔的微風到震耳欲聾的雷鳴，一切都似乎遵循著某種未知的規律。其中，電與磁，這兩種看似獨立卻又神秘交織的力量，更是長期以來睏擾著偉大的思想傢們。它們是構成宇宙最基本的存在之一，是能量傳遞、物質交互的根本驅動力。理解電磁場的奧秘，便是揭示宇宙運行的深層機製；掌握電磁波的規律，便是解鎖信息傳遞和能量傳輸的無限可能。 本書旨在帶領讀者踏上一段令人振奮的探索之旅，深入理解電磁場與電磁波這一物理學核心領域。我們將從最基礎的電荷和電流概念齣發，逐步構建起宏大的電磁理論框架。這一框架不僅解釋瞭我們身邊諸多熟悉的現象，如靜電吸附、電流發熱、指南針指嚮，更預示著那些曾經隻存在於科幻小說中的未來技術，如無綫通信、遙感探測、甚至能源傳輸。 我們相信，學習電磁學並非枯燥的理論堆砌，而是一場邏輯嚴謹、思維躍遷的智力挑戰。通過係統的梳理與深入的解析，本書將幫助讀者建立起紮實的理論基礎，培養嚴謹的科學思維，並激發對電磁現象及其應用的持久興趣。無論您是懷揣科學夢想的學生，還是渴望拓展知識邊界的專業人士，抑或是對世界充滿好奇的求知者，都能在這本書中找到屬於自己的收獲。 二、 第一篇：靜電場——無形之手，塑造萬物 靜電場，是電荷靜止時所産生的空間效應。它是理解整個電磁學大廈的基石。本篇將從庫侖定律這一萬有引力定律的電學對應物開始，細緻闡述點電荷之間的相互作用力。我們將深入探討電場強度這一矢量概念，理解它如何描述電荷在空間中受到的力，並通過高斯定律這一簡潔而強大的數學工具，來簡化復雜電場分布的計算。 高斯定律，如同電場世界的“度量衡”，它揭示瞭電場通量與封閉麯麵內電荷量之間的直接關係。我們將利用這一原理，分析各種對稱性電荷分布（如均勻帶電球體、無限長均勻帶電直綫、均勻帶電平麵）所産生的電場，從而深刻理解電場形態與電荷分布的緊密聯係。 除瞭電場強度，電勢能和電勢更是理解靜電場的重要概念。電勢，如同“高度”在引力場中的作用，描述瞭單位正電荷在電場中具有的能量。我們將探討等勢麵和等勢綫的概念，以及它們與電場綫的關係，這對於理解電容器的充放電過程、靜電屏蔽效應等至關重要。 本書還將深入研究電場在介質中的行為。導體中自由電荷的響應、絕緣體中的電極化現象，以及它們對電場分布的影響，都將得到詳細的闡釋。特彆是電介質的引入，如何改變電場的強度和分布，是理解電容器性能、電信號傳播的關鍵。 最後，我們還將探討靜電場的能量以及電場做功的計算。理解能量守恒在靜電係統中的體現，以及電場能的存儲和轉化，為後續學習動電場和電磁波的能量特性奠定基礎。 三、 第二篇：穩恒磁場——運動之影，驅動現代文明 當電荷開始運動，便産生瞭電流；電流的運動，則會生成磁場。本篇將聚焦於穩恒磁場，即電流恒定時産生的磁場。我們將從安培定律齣發，揭示電流與磁場之間的定量關係。安培定律，如同電學中的安培定則，它指齣瞭電流在空間中産生的磁場強度與電流大小和路徑的關係。 我們將通過一係列經典的算例，例如無限長直導綫、圓形綫圈、螺綫管産生的磁場，來加深對安培定律的理解。這些例子不僅有助於掌握計算方法，更能直觀地感受不同電流結構所形成的磁場形態。 磁場力的概念，即洛倫茲力，是理解磁場作用於運動電荷和電流的關鍵。洛倫茲力的方嚮和大小，決定瞭帶電粒子在磁場中的運動軌跡，以及載流導綫在磁場中受到的作用力。我們將深入分析洛倫茲力的性質，並介紹霍爾效應等基於此原理的現象。 磁場在介質中的傳播，即磁介質的性質，也是本篇的重要內容。順磁性、反磁性、鐵磁性等不同磁介質對磁場強度的影響，以及它們在磁路分析中的作用，都將得到詳盡的講解。特彆是鐵磁性材料的磁滯迴綫，更是理解電磁感應和電磁設備工作原理的核心。 此外，本篇還將探討磁場的能量以及磁場對載流導體的做功。理解能量在磁場中的存儲和轉化，為理解電磁波的能量傳輸奠定基礎。 四、 第三篇：電磁感應——動的力量，引爆變革 法拉第發現的電磁感應現象，是連接電與磁最深刻的紐帶。本篇將深入研究電磁感應的基本原理，揭示變化的磁場如何産生電場，以及變化的電場又如何産生磁場。 首先，我們將詳細闡述法拉第電磁感應定律，理解感應電動勢的大小與穿過閉閤迴路的磁通量的變化率成正比。在此基礎上，我們將探討楞次定律，它指齣瞭感應電流的方嚮總是阻礙引起它的磁通量變化，這體現瞭能量守恒的思想。 我們將通過分析多種感應情況，例如由磁場強度變化引起的感應、由導體迴路麵積變化引起的感應、以及由導體迴路相對運動引起的感應（動生電動勢），來全麵理解電磁感應的規律。 自感與互感是電磁感應的重要應用。自感是指綫圈自身磁通量變化而産生的感應電動勢，它與綫圈的自感係數相關。互感則是指一個綫圈的磁通量變化在另一個綫圈中産生的感應電動勢，它與兩個綫圈之間的互感係數相關。我們將深入分析這兩個概念，並探討它們在實際電路中的應用，如電感器的儲能作用。 本篇還將介紹電磁場的能量轉換，以及能量在感應過程中是如何守恒的。理解感應現象中的能量流嚮和轉化，是構建完整電磁場理論的關鍵。 五、 第四篇：變化的電磁場與電磁波——宇宙的信使，穿越時空 當電場和磁場都發生變化時，它們之間會産生一種相互激發、相互傳遞的動態過程，這就是電磁波。本篇將進入電磁場理論的最高潮，揭示電磁波的産生、傳播和性質。 馬剋斯韋爾方程組，這一物理學中最優雅、最深刻的方程組之一，將作為本篇的核心。我們將逐一解析四個方程的物理意義：高斯電場定律、高斯磁場定律、法拉第電磁感應定律、以及安培-麥剋斯韋定律。這些方程簡潔地概括瞭電場和磁場在時空中的相互關係，並且預言瞭電磁波的存在。 通過對馬剋斯韋爾方程組的分析，我們將推導齣電磁波的波動方程。我們將探討電磁波的傳播速度，並證明它等於光速，從而揭示光就是一種電磁波。 本書將詳細闡述電磁波的各項基本性質：橫波的特性、傳播方嚮與電場、磁場方嚮的垂直關係；能量的傳播，即坡印廷矢量；動量和角動量。我們將分析不同頻率和波長的電磁波，從無綫電波到可見光，再到X射綫和伽馬射綫，理解它們各自的特點和應用。 電磁波的産生機製，例如天綫輻射，也將得到深入的介紹。我們將分析不同類型天綫的輻射特性，以及如何通過改變電流的振蕩頻率和幅度來控製電磁波的發射。 最後，本篇還將探討電磁波在介質中的傳播，包括反射、摺射、衍射、乾涉等現象。這些現象是理解光學和通信工程的基礎，也是電磁波應用的實際體現。 六、 結論：理論與實踐的橋梁，展望未來 《電磁場與電磁波》不僅僅是一本理論書籍，它更是連接抽象物理概念與我們日常生活和未來科技的橋梁。從手機通信到衛星導航，從醫學影像到新能源技術，電磁場的原理無處不在。 本書旨在通過嚴謹的數學推導、清晰的物理概念闡釋以及豐富的應用實例分析，幫助讀者構建起完整的電磁場與電磁波知識體係。我們希望讀者在掌握這些基本原理的基礎上，能夠更深入地理解現代科技的運行機製，並能激發他們在相關領域的創新與探索。 學習電磁學是一場思維的升華。它要求我們具備抽象思維能力、邏輯分析能力和解決復雜問題的能力。我們鼓勵讀者積極思考，勇於提問，並在實踐中鞏固所學。 電磁學的研究從未停止。新的材料、新的技術、新的應用正在不斷湧現。我們期待本書能成為您在這趟激動人心的科學探索旅程中的有力夥伴，為您打開通往更廣闊的知識天地的大門。

評分☆☆☆☆☆

這套書簡直是理論與實踐完美結閤的典範！我記得剛開始接觸這個領域時，很多概念都感覺像空中樓閣，抽象得讓人抓耳撓腮。但是，這本書的作者在闡述麥剋斯韋方程組這些核心內容時，總能找到非常巧妙的比喻和直觀的圖示，仿佛把那些看不見的電磁場具象化瞭。特彆是關於波的傳播和散射部分，作者沒有一味地堆砌復雜的數學公式，而是先用清晰的物理圖像引導你理解，然後再逐步深入到數學推導。讀起來感覺非常順暢，每一步的邏輯銜接都天衣無縫。舉個例子，解析電磁場在介質中的行為時，它不僅僅是給齣瞭邊界條件的公式，還詳細分析瞭不同入射角度下反射和摺射的物理意義，這對於我們後續設計天綫或者濾波器時至關重要。而且，書中的例題設計得非常巧妙，很多都是貼近工程實際的場景，做完之後，你會有一種“原來如此”的豁然開朗感，而不是純粹的解題技巧提升。那種感覺，就像是拿到瞭一把開啓實際應用大門的金鑰匙，而不是僅僅停留在紙上談兵的層麵。我強烈推薦給所有希望將電磁理論真正應用於工程實踐的同行們。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的工程師，我深知理論知識的“保質期”在快速發展的科技領域是一個大問題。我翻閱瞭許多老舊的教材，雖然基礎知識紮實，但在涉及現代應用，比如微波工程、電磁兼容（EMC）等方麵，往往力不從心。這本書的價值就在於，它在夯實經典理論的同時，巧妙地融入瞭與現代技術緊密相關的案例和討論。比如，它對傳輸綫中的損耗分析，直接指嚮瞭實際PCB設計中信號完整性的問題；對屏蔽效應的討論，也包含瞭現代金屬腔體屏蔽的等效模型分析。它成功地架起瞭一座連接“純物理”與“工程實現”之間的橋梁。這意味著，我們不僅能知道“為什麼會這樣”，更能知道“在實際中應該如何處理”。這種麵嚮未來和應用的視角，使得這本書的參考價值和生命力遠超同類書籍，它更像是一份與時俱進的專業知識庫，而非僅僅是一本學期課程的配套讀物。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對排版和閱讀體驗要求比較高的讀者，這本書的齣版質量和排版設計給我留下瞭非常好的印象。很多技術書籍常常為瞭塞入更多內容而導緻版麵擁擠、插圖模糊不清，讀起來非常費勁，眼睛很容易疲勞。但這本書的字體選擇恰到好處，行間距和段落劃分都非常閤理，即便是麵對長篇的推導過程，也能保持清晰的邏輯脈絡。更值得稱贊的是，書中配有的插圖和示意圖，不僅數量多，而且質量極高。它們不僅僅是公式的簡單視覺化，而是經過精心設計的，能夠直觀地揭示物理現象的本質。例如，在分析坡印亭矢量（Poynting Vector）時，它用動態的箭頭圖清晰地展示瞭能量流動的方嚮和大小，這比單純看公式要高效得多。這種對細節的關注，體現瞭齣版團隊的專業素養，也極大地提升瞭我的學習效率和閱讀興趣。一本好書，不僅內容要好，閱讀體驗同樣重要，這本書在這方麵做到瞭極緻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，體現瞭作者深厚的教學經驗和對學科內在邏輯的深刻理解。它不是簡單地把各個章節堆砌在一起，而是遵循瞭由淺入深、循序漸進的自然規律。起始部分對矢量分析和復變函數的迴顧，看似是基礎知識的重復，但實際上是為後續引入復雜的偏微分方程和邊界條件做好瞭充分的數學鋪墊，確保瞭跨學科背景的讀者都能跟上節奏。隨後，從靜電場、靜磁場過渡到時變電磁場，再到電磁波的産生和傳播，每一步的知識增量都控製得非常適中。最讓我欣賞的是，它在講解完平麵波後，並沒有直接跳到復雜的波導或諧振腔，而是先用一個專門的章節來討論電磁波在各種典型介質（良導體、低損耗介質、半導體）中的傳播特性，這種分層解析，極大地降低瞭復雜性問題的學習難度。這種精心編排的路綫圖，讓學習過程充滿瞭可控性和成就感。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我找瞭市麵上好幾本號稱“經典”的教材，但很多要麼是過於注重數學推導而犧牲瞭物理直觀性，要麼就是內容過於陳舊，跟不上現代技術的發展。然而，這本教材在保持理論嚴謹性的同時，對現代應用領域的覆蓋度讓人驚喜。比如，它對傳輸綫理論的講解，不僅僅停留在Lumped Element模型上，還深入探討瞭分布式參數下的高頻效應，這對射頻工程師來說是救命稻草。書中對於史密斯圓圖的應用講解，簡直是教科書級彆的清晰，我個人通過它纔真正掌握瞭阻抗匹配的精髓，而不是靠死記硬背公式。另外，書中對輻射問題，特彆是偶極子和環形天綫的分析，處理得非常到位，既有理論推導，也有不同工作頻率下的遠場和近場輻射特性對比。這種對細節的把握和對現代工程需求的精準捕捉，使得這本書超越瞭一般的教學參考書，更像是一本隨時可以翻閱的“工具書”。它的深度和廣度，確保瞭讀者在未來幾年內，麵對新的電磁問題時，都能找到堅實的理論基礎去應對。