电磁场与电磁波基础（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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路宏敏，赵永久，朱满座 著

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• 电磁场
• 电磁波
• 物理学
• 高等教育
• 本科教材
• 电磁理论
• 电动力学
• 电磁兼容
• 通信原理
• 电子工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030342591

版次：03

商品编码：12274307

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子通信类国家级特色专业系列规划教材

开本：16开

出版时间：2018-01-01

页数：372

正文语种：中文

内容简介

本书系统地介绍了矢量分析中的一些基本概念和基本定理以及电磁学中的一些基本物理量、基本电磁定律和麦克斯韦方程组；讨论静止电荷产生的电场和恒定电流产生的恒定电场和磁场，重点放在静电场边值问题的求解方法上；介绍一些*流行和*具代表性解析和数值方法。介绍了电磁波的辐射和传播包括反射和折射，还介绍了电磁波沿导波结构的传播以及基本的传输线理论。以及电磁场数值方法简介。

目录

第二版前言
第一版前言

第1章 矢量分析与场论
1.1 矢性函数
1.2 场的基本知识
1.3 数量场的方向导数和梯度
1.4 矢量场的通量及散度
1.5 矢量场的环量及旋度
1.6 正交曲面坐标系
1.7 亥姆霍兹定理
小结
习题

第2章 静电场
2.1 库仑定律电场强度
2.2 高斯定理
2.3 静电场的旋度与电位
2.4 电偶极子
2.5 电介质中的场方程
2.6 静电场的边界条件
2.7 导体系统的电容
2.8 电场能量能量密度
2.9 电场力
小结
习题

第3章 恒定电流的电场和磁场
3.1 恒定电流的电场
3.2 磁感应强度
3.3 恒定磁场的基本方程
3.4 矢量磁位
3.5 磁偶极子
3.6 磁介质中的场方程
3.7 恒定磁场的边界条件
3.8 标量磁位
3.9 互感和自感
3.10 磁场能量
3.11 磁场力
小结
习题

第4章 静态场的解
4.1 边值问题的分类
4.2 唯一性定理
4.3 镜像法
4.4 直角坐标中的分离变量法
4.5 圆柱坐标中的分离变量法
4.6 球坐标中的分离变量法
4.7 复变函数法
4.8 格林函数法
4.9 有限差分法
小结
习题

第5章 时变电磁场
5.1 法拉第电磁感应定律
5.2 位移电流
5.3 麦克斯韦方程组
5.4 时变电磁场的边界条件
5.5 时变电磁场的能量与能流
5.6 正弦电磁场
5.7 波动方程
5.8 时变电磁场的位函数
小结
习题

第6章 平面电磁波
6.1 无耗介质中的平面电磁波
6.2 导电介质中的平面电磁波
6.3 电磁波的极化
6.4 色散、相速和群速
6.5 均匀平面电磁波向平面分界面的垂直入射
6.6 均匀平面电磁波向多层介质分界面的垂直入射
6.7 均匀平面电磁波向平面分界面的斜入射
6.8 均匀平面电磁波的全透射与全反射
6.9 等离子体中的电磁波
6.10 铁氧体中的电磁波
6.11 非均匀平面波
小结
习题

第7章 电磁波的辐射
7.1 滞后位
7.2 电基本振子的辐射场
7.3 对偶原理与磁基本阵子的辐射场
7.4 天线的电参数
7.5 对称线天线和天线阵的概念
7.6 面天线的辐射场
7.7 互易定理
7.8 天线的有效面积
7.9 传输方程
小结
习题

第8章 导行电磁波
8.1 均匀导波结构的一般理论
8.2 矩形波导
8.3 圆波导
8.4 规则波导的损耗
8.5 同轴线及其高次模
小结
习题

第9章 电磁场数值方法简介
9.1 有限差分法
9.2 有限元法
9.3 时域有限差分法
9.4 矩量法
小结
习题
参考文献
附录A 重要的矢量公式
附录B 常用数学公式
附录C 点电荷密度的浜�数表�?
附录D 量和单位

《电磁场与电磁波基础（第二版）》 内容简介 本书是一本面向物理学、电子工程、通信工程及相关专业本科生和研究生的经典教材。作为第二版，它在保持原有严谨扎实的学术风格的基础上，进一步吸收了教学实践的最新成果，并根据学科发展的最新动态进行了内容优化和更新，旨在为读者构建一个清晰、系统且深入的电磁场与电磁波理论知识体系。 本书的编写宗旨在于，通过循序渐进的讲解，使读者能够深刻理解电磁现象的本质，掌握分析和解决实际电磁问题的基本方法和工具。从基本概念的引入到复杂理论的推导，再到工程应用实例的分析，本书力求在理论深度和实践应用之间取得平衡，为读者未来的学习和研究打下坚实的基础。 第一部分：静电场 全书的开篇，我们从最基本、最核心的静电场入手。这一部分将带领读者深入探索电荷的性质、电场强度、电势以及高斯定律等 fundamental concepts。 电荷与库仑定律： 详细介绍点电荷之间的相互作用力，即库仑定律，并讨论电荷的守恒性和量子化特性。通过引入电荷密度（体电荷密度、面电荷密度、线电荷密度）的概念，为处理连续电荷分布奠定基础。 电场强度与场强叠加原理： 定义电场强度的物理意义，阐述其作为描述电场性质的矢量场。重点讲解叠加原理，即总电场强度是各个点电荷产生的电场强度的矢量和。通过大量实例，展示如何计算各种典型电荷分布（如均匀带电直线、圆环、圆盘、球体等）产生的电场。 电势与等势面： 引入电势的概念，将其定义为单位正电荷从无穷远处移动到某点所做的功。详细推导电场强度与电势之间的关系，即电场强度是电势的负梯度。讲解等势面的概念及其性质，并通过实例说明等势面的几何形状与电场线的关系。 高斯定律及其应用： 这是静电场理论的基石之一。本书将详细阐述高斯定律的物理意义，即通过任意闭合曲面的电通量与该曲面内包围的总电荷成正比。重点讲解如何巧妙选择高斯面，利用高斯定律简化求解对称电荷分布（如均匀带电球体、无限长均匀带电直线、无限大均匀带电平面等）的电场强度。 散度与旋度在静电场中的表现： 结合矢量分析的工具，介绍电场强度的散度（∇·E = ρ/ε₀）和电势的旋度（∇×E = 0），深入理解其物理含义，为后续引入麦克斯韦方程组做铺垫。 导体的静电平衡： 分析导体在静电场中的特性，包括导体内部场强为零、导体表面为等势面、电荷只分布在导体表面等。讲解静电屏蔽现象及其原理。 电介质的极化： 介绍电介质在电场作用下的极化现象，包括电位移矢量（D）的引入。详细讨论电介质的介电常数和相对介电常数，以及在有介质存在时的高斯定律的推广形式。 第二部分：静磁场 在掌握了静电场的概念和分析方法后，本书将转向静磁场的探索。这一部分将聚焦于恒定电流和永磁体产生的磁场。 磁场强度与毕奥-萨伐尔定律： 定义磁场强度（B）和磁感应强度（H），并引入描述恒定电流元产生磁场的毕奥-萨伐尔定律。通过这一定律，计算典型电流分布（如直线电流、环形电流、螺线管等）产生的磁场。 安培环路定律： 另一项描述磁场的重要定律。详细阐述安培环路定律，即沿任意闭合回路的磁场强度环路积分等于回路内总电流。讲解如何利用安培环路定律简化求解对称电流分布产生的磁场，如无限长直线电流、无限大平面电流、长直螺线管等。 磁矢势： 引入磁矢势（A）的概念，将其定义为磁感应强度的旋度，以及它与电流密度的关系（∇²A = -μ₀J）。磁矢势在求解复杂磁场问题时非常有用，尤其是在处理电磁波的辐射问题时。 磁场中的力： 详细讨论载流导线在磁场中受到的洛伦兹力，以及带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力。讲解这些力如何导致电动机的原理和质谱仪的工作方式。 磁偶极子： 介绍磁偶极子的概念，包括载流线圈等效于磁偶极子。讨论磁偶极子在外部磁场中受到的力矩和势能。 磁性材料： 介绍顺磁性、抗磁性和铁磁性等不同类型的磁性材料，以及它们对外部磁场的影响。讨论磁导率（μ）的概念，并给出磁化强度（M）与磁场强度（H）的关系。 散度与旋度在静磁场中的表现： 引入磁感应强度的散度（∇·B = 0），深刻理解磁感线总是闭合的，不存在磁单极子。讲解磁场强度的旋度（∇×H = J），描述了电流在产生磁场中的作用。 第三部分：电磁感应与时变电磁场 在静电场和静磁场的基础上，本书将深入探讨电磁场的动态行为，即电磁感应和时变电磁场。 法拉第电磁感应定律： 详细阐述法拉第电磁感应定律，即穿过某个回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势。重点讲解感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，以及感应电流的方向由楞次定律决定。 位移电流： 这是一个至关重要的概念，由麦克斯韦提出。详细解释在电容器充放电过程中，电场变化会产生一种“电流”，称为位移电流（Jd = ε₀∂E/∂t）。位移电流与传导电流在产生磁场方面具有相同的性质。 麦克斯韦方程组： 将前面介绍的静电场和静磁场的四大基本方程（高斯定律、磁场的无散度性质、法拉第电磁感应定律、安培-麦克斯韦定律）以及位移电流的概念整合起来，形成完整的麦克斯韦方程组。本书将详细推导并分析麦克斯韦方程组的物理意义，它是描述电磁场行为的统一理论基础。 电磁场能量： 探讨电磁场中储存的能量，包括电场能和磁场能的密度。介绍坡印廷矢量（S），其表示电磁场的能量流密度，揭示了能量如何在空间中传播。 第四部分：电磁波 在麦克斯韦方程组的指导下，本书将自然地引申出电磁波的概念，并深入分析其特性。 平面电磁波的产生与传播： 从麦克斯韦方程组出发，推导出均匀无源介质中平面电磁波的波动方程。详细分析平面电磁波的性质，包括其是横波、传播速度（光速c）、电场与磁场的振幅关系、相位关系以及能量流向。 电磁波的能量与动量： 进一步分析电磁波携带的能量和动量，介绍坡印廷矢量的时均值与平均功率的关系。 电磁波的反射与折射： 探讨电磁波在两种不同介质界面上的反射和折射现象，推导菲涅耳公式，分析反射系数和透射系数。 电磁波的极化： 介绍线极化、圆极化、椭圆极化等不同类型的电磁波极化状态，以及极化状态的改变（如通过偏振片）。 电磁波的散射与衍射： 简要介绍电磁波遇到障碍物或小孔时的散射和衍射现象，这些现象是波动理论的重要体现。 电磁波谱： 介绍不同频率范围的电磁波，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，以及它们在自然界和科学技术中的应用。 第五部分：应用与选讲 为了让读者更好地理解电磁场与电磁波理论在实际中的应用，本书在最后部分安排了一些具有代表性的应用和更深入的选讲内容。 天线理论基础： 简要介绍各种基本天线（如振子天线、偶极天线）的辐射原理，以及天线的方向图、增益等重要参数。 传输线理论： 介绍均匀传输线上的电磁波传播，包括电压和电流的传播，以及阻抗匹配的概念。 波导理论基础： 简要介绍金属波导中电磁波的传播模式。 非均匀介质和色散： 讨论电磁波在非均匀介质中的传播特性，以及介质对不同频率电磁波传播速度的影响（色散）。 电磁兼容性（EMC）简介： 简要介绍电磁兼容性的基本概念及其重要性。 本书特色 体系完整，逻辑严谨： 从基本概念到高等理论，层层递进，结构清晰，逻辑性强。 概念深入浅出： 采用多种方式解释抽象概念，辅以丰富的图示和类比，帮助读者理解。 公式推导详尽： 关键公式的推导过程清晰完整，便于读者学习和掌握。 例题丰富，覆盖面广： 包含大量典型例题，涵盖了从基础计算到综合分析的各个层面。 注重物理图像： 强调对物理现象的直观理解，帮助读者建立起对电磁场的物理图像。 第二版内容更新： 针对部分章节进行了内容优化和更新，例如增加了对一些新技术的提及，以及在教学方法上的改进。 本书适合作为高等院校物理、电子、通信等专业本科生的教材，也可作为相关领域研究生的参考书。通过对本书的学习，读者将能够掌握电磁场与电磁波的基本理论，并为进一步深入学习相关专业课程打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编写风格可以说是非常“实战”了。每一章的开头都会点明本章的学习目标，读完之后，我发现目标基本都得到了很好的实现。更关键的是，书中穿插的那些“应用场景分析”和“技术链接”部分，让我觉得学到的理论知识不再是空中楼阁，而是能与现实世界紧密相连。比如，在讲到天线理论的时候，书里就顺带提到了不同类型天线的优缺点以及它们在无线通信中的具体应用，这让我对这些理论有了更直观的认识。还有关于电磁兼容性的章节，虽然我还没完全深入，但仅仅是看开头的内容，就感觉它能帮助我理解为何电子设备之间会互相干扰，以及如何去避免这些问题。总的来说，这本书不单单是一本教科书，更像是一本结合了理论深度和工程实践的参考书，对于有志于从事相关技术工作的人来说，非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量是真的不错，纸张厚实，触感也很好，拿在手里感觉挺沉甸甸的，很有分量。封面设计也挺简洁大方的，没有那种花里胡哨的图案，整体给人一种严谨、专业的感觉。我特意翻了翻目录，内容覆盖的知识点确实很全面，从最基础的静电场、静磁场，到动态变化中的电磁场，再到最后的电磁波的传播和应用，层层递进，逻辑清晰。看到里面还有不少插图和示意图，这对于理解一些比较抽象的概念来说，简直是福音。有时候文字描述看半天都搞不明白，一张图立刻就茅塞顿开。我之前学这方面的内容，最大的障碍就是概念理解不清，希望这本书能够帮我打下坚实的基础。而且，我还注意到书中有很多例题和习题，这对我这种需要通过练习来巩固知识的人来说，太重要了。感觉作者在这本书上下了很大的功夫，光看排版和内容组织，就觉得是一本用心之作。我对手头的这本“电磁场与电磁波基础（第二版）”充满期待，希望它能带我领略电磁世界的奇妙。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是其理论讲解的深度和广度都令人印象深刻。它不仅仅是罗列公式和定理，更注重对物理概念的深入剖析，以及它们之间的内在联系。作者在解释一些经典问题时，引入了多种不同的分析方法，让我在理解原理的同时，也能体会到不同视角带来的启发。比如，在讲解电磁波的产生机制时，书中对加速电荷的辐射过程进行了详细的推导，并且清晰地阐述了为何电磁波能够传播以及其能量的来源。另外，对于不同媒质中的电磁波传播特性，如反射、折射、衍射等现象，书中也给出了详尽的数学描述和物理图像，这对我理解雷达、通信等实际应用非常有帮助。我尤其欣赏的是，书中并没有回避一些复杂的数学推导，而是通过逐步引导的方式，让读者能够跟上思路，最终掌握核心知识。这种严谨的学术风格，对于想要深入研究电磁场与电磁波的读者来说，是难能可贵的。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的语言风格十分独特，带着一种我从未在其他教材中感受过的“娓娓道来”的亲切感。作者在阐述高深理论时，仿佛是在和我这个初学者对话，用通俗易懂的比喻和生动的例子来解释那些抽象的概念。比如，解释麦克斯韦方程组时，书中没有直接扔出那四个复杂的微分方程，而是先从法拉第定律和安培定律出发，一步步引出位移电流的概念，再最终构建起完整的方程体系，这个过程就像是在解一个引人入胜的谜题。还有，书中对电磁波的演示，更是用到了很多类比，比如将电磁场的振荡比作水波的传播，让我瞬间就有了形象的认识。这种不落俗套的讲解方式，极大地降低了学习难度，也让我对原本觉得枯燥的电磁学产生了浓厚的兴趣。我可以想象，如果我用其他方式来学习，很可能早就放弃了，但这本书让我觉得学习过程本身就很有乐趣。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书带给我的惊喜远超我的预期。我本来是抱着学习基础知识的心态去翻阅的，但越往后读，越发现它不仅仅是基础，更蕴含着一些我之前从未接触过的前沿思考。比如，书中对电磁场的数值模拟方法进行了介绍，虽然只是简要的概述，但已经让我窥见了现代工程设计和科学研究的一些重要工具。我还注意到，书的某些章节中，作者提及了一些正在发展的电磁学新领域，虽然没有深入展开，但已经足够激发我的好奇心，让我开始思考这些方向未来的可能性。而且，这本书的参考文献列表非常详尽，对于那些想要进一步深挖某个知识点或者对某个理论感兴趣的读者来说，简直是一座宝藏，可以直接指引我找到更专业的文献。这种“授人以鱼不如授人以渔”的编写思路，让我觉得这本书的价值远远超出了其本身的内容，它更像是一个引领我进入更广阔学术海洋的指南针。