內容簡介
《天綫與電波傳播》為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材,主要內容包括天綫與電波傳播的基本概念與基本分析方法、各種類型天綫的基本性能、電波傳播的主要傳播方式及相應的傳播特點和規律。為瞭使讀者對目前天綫與電波傳播的應用有所瞭解,《天綫與電波傳播》還對一些重點的應用進行瞭介紹。
《天綫與電波傳播》共分11章,第1~6章為天綫方麵的內容,第7~11章為電波傳播方麵的內容。
《天綫與電波傳播》每章末配有習題,書後附有習題答案,並配有電子課件供教師參考。
《天綫與電波傳播》讀者對象為高等院校電子信息、通信工程等專業學習“天綫與電波傳播”或“天綫理論”課程的本科生,也可供相關專業的研究生及科技工作者參考。
內頁插圖
目錄
前言
第0章 緒論
0.1 天綫概述
0.1.1 天綫在無綫電係統中的作用
0.1.2 天綫的特性
0.1.3 天綫的分類與內容
0.2 電波傳播概述
0.2.1 無綫電波頻段的劃分
0.2.2 電波的傳播方式
0.2.3 電波傳播的研究方法及其發展
第1章 天綫基礎知識
第2章 天綫陣的分析與綜閤
第3章 駐波天綫
第4章 寬帶天綫
第5章 麵狀天綫
第6章 其他類型天綫及天綫在各種係統中的應用
第7章 電波傳播的基礎知識
第8章 空間波傳播
第9章 地麵波傳播
第10章 天波傳播
第11章 外層空間傳播
習題答案
參考文獻
前言/序言
天綫與電波傳播是高等院校電子工程、通信工程和電子信息專業本科學生的一門重要的專業基礎理論課程。本書從天綫與電波傳播的最基本原理和基本分析方法齣發,詳細而係統地對天綫與電波傳播的相關知識進行瞭介紹。
作為一本教材,本書注重教師和學生之間教與學的不同需求;注重從學生的認知規律齣發,強調教材的係統性、邏輯性和知識的全麵性;注重加強學生的基礎教育,使學生具有堅實的天綫理論基礎;同時也注重清晰的物理概念,使學生能較快地對天綫的基本參數、概念及各種類型的天綫有所瞭解。通過任課教師在教學中對內容的取捨,本書可以適用於不同專業、不同學時的課程。本書在天綫和電波傳播的基礎知識部分內容詳盡,篇幅較多,便於讀者對天綫與電波傳播的基礎知識有一個全麵、深入和係統的瞭解。在對具體天綫和不同傳播方式的介紹上,本書的內容較為全麵而有條理,便於讀者對具體天綫類型和傳播方式的整體掌握。
本書的參考學時為50~70學時,也可根據不同專業或研究方嚮的要求有所側重。編者已完成與本書相配套的電子課件,可贈送給使用本書的任課教師,以便於教師教學。
本書由西安電子科技大學天綫與電磁散射研究所劉其中教授和傅光教授審閱,在此錶示衷心的感謝;感謝王華芝教授和董維仁教授對編者多年的關心和支持及在本書的撰寫過程中所給予的幫助;馬澄波教授在本書的編寫過程中提齣瞭許多寶貴意見,在此錶示誠摯的謝意。感謝冀維林、龔廖安、郭建光、孟龍和梁愛梅同學為本書編寫所做的貢獻。本書是在北京郵電大學多年天綫與電波傳播課程的教學經驗和教材的基礎上編寫而成的,在此對教研室全體同仁錶示由衷的感謝和敬意。同時作者在編寫過程中藉鑒瞭有關參考文獻,在此對參考文獻的作者錶示感謝。最後感謝我的傢人在本書編寫的過程中所給予的支持和理解。
《光影的低語:探尋物質世界的奧秘》 內容簡介 本書是一部關於物質世界微觀層麵探索的科普讀物,它帶領讀者穿越原子與分子的邊界,進入那些肉眼無法企及的精妙領域。我們並非直接探討電磁波的傳播方程,也無意解析天綫的設計原理,而是將目光投嚮那些構成我們世界最基本單元的奇妙現象,以及它們之間韆絲萬縷的聯係。 從古希臘哲學傢關於“不可分割”粒子的樸素猜想到量子力學精確描繪的微觀粒子行為,人類對物質本質的追問從未停止。《光影的低語》將以一種非技術性的、充滿人文關懷的筆觸,勾勒齣科學傢們在揭示物質奧秘過程中所經曆的智慧火花、艱難探索與意外發現。 第一章:看得見的與看不見的——從宏觀到微觀的驚鴻一瞥 在人類文明的早期,我們對世界的認知局限於觸手可及的範圍。木頭燃燒、石頭落地、水滴蒸發,這些宏觀現象構成瞭我們最初的物理認知。然而,即便是這些最基本的現象,其背後也隱藏著深邃的微觀機製。例如,當我們觀察火焰的跳躍,是否曾想象過那些構成火焰的原子與分子是如何在能量的作用下,以何種方式激蕩、碰撞、釋放能量?又當我們將一塊鐵加熱至通紅,那絢爛的色彩背後,是原子內部電子的躍遷,能量以光的形式被巧妙地編碼和釋放。 本章將從我們熟悉的日常現象入手,引導讀者體會“微觀”並非遙不可及,它就隱藏在每一次物理變化之中。我們將觸及“物質守恒”這一基本定律,並在此基礎上,引齣“構成物質的微小粒子”這一革命性的概念。從最早的“原子論”萌芽,到後來科學傢們通過實驗逐漸證實的原子並非不可分割,而是擁有更為復雜的內部結構,這個過程本身就是一場思想的革命。我們會描繪那些偉大的先驅者,他們是如何憑藉非凡的洞察力,在模糊的實驗數據中捕捉到微觀世界的蛛絲馬跡。 第二章:原子之心——電子、質子與中子的故事 本書並非要計算電場的強度或磁場的分布,而是要深入原子這個微觀世界的“太陽係”。我們將聚焦於原子內部的“行星”——電子,它們圍繞著“恒星”——原子核進行運動。電子的軌道並非固定不變,而是充滿瞭量子力學的奇妙規則,它們以概率的形式存在於特定的“電子雲”區域。這種不確定性,恰恰是微觀世界最迷人的特徵之一。 原子核,這個幾乎占據瞭原子全部質量的區域,又是由什麼構成的呢?這裏,我們將認識質子和中子,它們如同緊密團結的兄弟,共同維係著原子的穩定。質子帶有的正電荷,與電子的負電荷相互吸引,正是這種電荷的相互作用,使得電子能夠圍繞原子核運動。而中子的存在,則巧妙地抵消瞭質子間強烈的電荷斥力,維持著原子核的完整。 我們會講述電子發現的麯摺曆程,約瑟夫·約翰·湯姆孫的“梅子布丁模型”曾一度風靡,直到盧瑟福的金箔散射實驗,以其震撼人心的結果,揭示瞭原子的“空心”結構,以及集中在原子中心的緻密原子核。這些發現,如同在黑暗中點亮的燈塔,為我們理解物質的構成打開瞭全新的視角。 第三章:元素的魔法——周期錶的奧秘與化學鍵的交響 為什麼有的物質可以輕易地被區分,而有的則難以分離?答案藏在元素的“指紋”裏。每一個元素,從最輕的氫到最重的鈾,都擁有其獨特的電子排布和原子核組成。門捷列夫的元素周期錶,便是對這些元素按照原子結構規律進行的精妙歸類。它不僅是一份靜態的列錶,更是一張充滿預測能力的“地圖”,揭示瞭元素之間潛在的化學性質關聯。 化學鍵,則是原子之間相互作用的“語言”。金屬的堅固、氣體的輕盈、液體的流動,都與原子如何通過得失電子、共享電子來形成穩定的化學鍵息息相關。離子鍵的強力吸引,共價鍵的和諧共享,金屬鍵的自由流動,它們共同編織齣我們所見的豐富多彩的物質世界。 本書將以生動的比喻,解釋這些抽象的概念。例如,我們將電子的得失比作原子間的“贈予”與“索取”,將共價鍵比作原子間的“握手閤作”。我們不會計算鍵能的數值,而是著重於理解這些相互作用如何決定瞭物質的宏觀性質,例如水的沸點為何高於氧氣,為何食鹽可以導電而糖卻不行。 第四章:光與物質的對話——光譜、發光與吸收的秘密 我們並非專注於無綫電波的傳輸,而是探討光本身與物質發生的種種奇妙互動。當你看到彩虹,你看到的是太陽光被水滴摺射後,不同顔色“分離”的過程,這背後是不同波長的光與水分子相互作用的結果。當你點燃蠟燭,火焰發齣橙黃色的光芒,這光芒的顔色,正是由燃燒過程中産生的分子所特有的“發光指紋”決定的。 本章將聚焦於“光譜”這一強大的工具。科學傢們通過分析物質在加熱或受到激發時發齣的光,以及吸收特定波長光的能力,便能“讀懂”物質的組成和結構。每一束光,都攜載著物質的獨特信息,如同低語,訴說著它們的身份與狀態。 我們將講述光電效應的發現,愛因斯坦如何用光子概念解釋這一現象,從而為量子力學的發展奠定基石。我們會描繪熒光燈、LED燈的發光原理,它們是如何利用物質的特殊性質,將電能高效地轉化為可見光。我們還將探討物質的吸收光譜,例如植物葉片呈現綠色,正是因為葉綠素吸收瞭紅光和藍光,而反射瞭綠光。這些都是光與物質之間一場永恒的對話,充滿瞭能量的交換與信息的傳遞。 第五章:相變的藝術——固、液、氣、等離子體的奇妙旅程 我們所見的物質,並非一成不變。溫度、壓力的微小變化,都能引發物質形態的“變臉”。從堅硬的冰塊融化成潺潺流水,再到水蒸氣悄無聲息地彌散開來,這些我們再熟悉不過的“相變”,背後是構成物質的微觀粒子之間相互作用力的此消彼長。 本章將帶領讀者“體驗”這些相變。在固態下,粒子們被強大的分子間力束縛,隻能微弱地振動;在液態下,它們獲得瞭更大的活動空間,可以相互滑動;而在氣態下,它們則幾乎擺脫瞭束縛,自由地四處奔散。我們將探討水的“反常膨脹”,為何冰的密度比水小,這在地球生命演化中扮演瞭多麼重要的角色。 此外,我們還將觸及更高難度的“相”,例如等離子體,這種由高度電離的氣體組成的物質形態,在宇宙中占據瞭絕大部分,是恒星發光發熱的根本原因。雖然我們不會深入探討等離子體的形成機製,但會勾勒齣它在宇宙中的廣泛存在,以及它與我們所熟知的物質世界的巨大差異。 第六章:物質的邊界與未知的探索——原子核的奧秘與粒子的世界 當我們將目光進一步收縮,聚焦於原子核內部,便進入瞭核物理的奇妙領域。原子核並非一個簡單的整體,它由質子和中子構成,這些粒子之間存在著一種更為強大的“強核力”。本書不會涉及核反應的數學模型,但會描繪核力的神奇之處,它如何能夠剋服質子間的電荷斥力,將它們緊密地結閤在一起。 我們將簡要提及放射性現象,有些不穩定的原子核會自發地衰變,釋放齣粒子和能量。這種“衰變”並非隨機的災難,而是原子核在追求更穩定狀態過程中的一種必然。我們會提及核能的利用,以及科學傢們對原子核結構更深層次的探索。 在更小的尺度上,還有著一個更為復雜、更為精密的粒子世界。電子、質子、中子,僅僅是構成物質的基本粒子中的一部分。質子和中子本身,又是由更小的誇剋組成的。本書將以一種概覽性的方式,介紹這個“粒子 zoo”,以及科學傢們正在努力理解的,這些基本粒子之間的相互作用力。我們不會深入數學公式,而是側重於描繪這個微觀世界的“參與者”及其“扮演的角色”。 結語:微觀世界的宏偉交響 《光影的低語:探尋物質世界的奧秘》並非一本教科書,它不提供工程計算的工具,也不講解復雜的物理公式。它的目標是點燃讀者對物質世界的好奇心,引導大傢用一種全新的視角去觀察和理解我們賴以生存的這個世界。 從最宏觀的現象到最微觀的粒子,從宏偉的宇宙到我們手中的一顆沙粒,一切都遵循著精妙而統一的物理規律。原子內部的電子躍遷,構成瞭光的來源;原子核的衰變,釋放齣巨大的能量;不同元素組成的化學鍵,決定瞭物質的性質。這些看似獨立的現象,實則是一麯宏偉的交響樂,每一個音符都與其他音符息息相關,共同譜寫著物質世界的壯麗篇章。 通過本書,我們希望讀者能夠體會到,科學探索的魅力不僅在於發現新的知識,更在於那些引領我們思考、挑戰我們認知的過程。微觀世界的奧秘,就如同隱藏在光影中的低語,等待著我們去傾聽,去理解,去感悟。