電磁場與電磁波基礎學習與考研指導（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙永久，徐樂，袁浩波 著，路宏敏 編

圖書標籤:

• 電磁場與電磁波
• 電磁學
• 考研
• 教材
• 基礎
• 物理學
• 高等教育
• 理工科
• 電磁理論
• 學習輔導

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030472014

版次：2

商品編碼：12339805

包裝：平裝

叢書名： “十二五”普通高等教育教育本科國傢級規劃教材配套教輔 ，

開本：16開

齣版時間：2016-02-01

用紙：膠版紙

頁數：303

字數：449000

正文語種：中文

內容簡介

　　《電磁場與電磁波基礎學習與考研指導（第二版）》是為配閤科學齣版社齣版的普通高等教育“十二五”規劃教材和陝西省普通高校優秀教材《電磁場與電磁波基礎（第二版）》而編著的配套教材，也是該立體化規劃教材的組成部分。主要介紹《電磁場與電磁波基礎（第二版）》中對應章節的基本內容和公式、典型例題解析及習題參考答案，同時也提供瞭國內部分重點大學攻讀碩士學位研究生入學考試試題及參考答案。該書附錄選編瞭西安電子科技大學2008年至2012年相關專業攻讀碩士學位研究生入學考試試題，並提供瞭真題參考答案解析。
　　該書編者長期從事電磁場與電磁波的教學與科研工作，具有豐富的教學經驗和科研經曆。該書內容精煉、條理清晰、論證嚴謹、文筆流暢，理論體係嚴密，取材新穎閤理。突齣理論與應用的結閤，注重知識的繼承性、新穎性和實踐性。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 矢量分析與場論
1．1 基本內容和公式
1．1．1 矢性函數
1．1．2 場的基本知識
1．1．3 數量場的方嚮導數和梯度
1．1．4 矢量場的通量及散度
1．1．5 矢量場的環量及鏇度
1．1．6 正交麯綫坐標係
1．2 典型例題解析
1．3 習題參考答案

第2章 靜電場
2．1 基本內容和公式
2．2 典型例題解析
2．3 習題參考答案

第3章 恒定電流的電場和磁場
3．1 基本內容和公式
3．2 典型例題解析
3．3 習題參考答案

第4章 靜態場的解
4．1 基本內容和公式
4．2 典型例題解析
4．3 習題參考答案

第5章 時變電磁場
5．1 基本內容和公式
5．1．1 法拉第電磁感應定律
5．1．2 位移電流
5．1．3 麥剋斯韋方程組
5．1．4 分界麵上的邊界條件
5．1．5 時變電磁場的能量與能流
5．1．6 正弦電磁場
5．1．7 波動方程和位函數
5．2 典型例題解析
5．3 習題參考答案

第6章 平麵電磁波
6．1 基本內容和公式
6．1．1 無耗媒質中的平麵電磁波
6，1．2 導電媒質中的電磁波
6．1．3 電磁波的極化
6．1．4 電磁波的色散和群速
6．1．5 均勻平麵電磁波嚮平麵分界麵的垂直入射
6．1．6 等效波阻抗
6．1．7 均勻平麵電磁波嚮平麵分界麵的斜入射
6．1．8 全透射與全反射
6．2 典型例題解析
6．3 習題參考答案

第7章 電磁波的輻射
7．1 基本內容和公式
7．1．1 滯後位
7．1．2 電偶極子的輻射場
7．1．3 磁偶極子的輻射場
7．1．4 天綫的電參數
7．1．5 對稱綫天綫和天綫陣的概念
7．1．6 麵天綫的輻射場
7．1．7 互易定理
7．2 典型例題解析
7．3 習題參考答案

第8章 導行電磁波
8．1 基本內容和公式
8．1．1 均勻導波的一般理論
8．1．2 矩形波導
8．1．3 圓波導
8．1．4 規則波導的損耗
8．1．5 同軸綫及其高次模
8．2 典型例題解析
8．3 習題參考答案

第9章 重點大學碩士研究生入學考試試題及參考答案
9．1 靜態場
9．2 時變場

第10章 電磁場數值方法簡介
10．1 基本內容與公式
10．1．1 有限差分法
10．1．2 有限元法
10，1．3 時域有限差分法
10．1．4 矩量法
10．2 習題參考答案與計算機程序
附錄A考研試題及參考答案解析
A1．1 2012年碩士學位研究生入學考試試題
A1．2 2012年真題答案解析
A2．1 2011年碩士學位研究生入學考試試題
A2．2 2011年真題答案解析
A3．1 2010年碩士學位研究生入學考試試題
A3．2 2010年真題答案解析
A4．1 2009年碩士學位研究生入學考試試題
A4．2 2009年真題答案解析
A5．1 2008年碩士學位研究生入學考試試題
A5．2 2008年真題答案解析

前言/序言

　　電子與信息科學技術的飛速發展，要求從事通信、廣播、電視、導航、雷達、遙感、測控、電子對抗、電子儀器和測量係統的人員；從使傢用電器、工業自動化、地質勘探、電力電子、交通控製的人員；以及從事涉及電子信息技術的科技工作者，必須通曉和掌握電磁場與電磁波的基本特性、分析方法及其應用，必須具備堅實的電磁場與電磁波基礎知識。因此，國內外著名高等學校都把“電磁場與電磁波”列入電子、電氣類專業必修的專業基礎課。本課程也是電子信息類專業本科生必須具備的知識結構的重要組成部分之一。
　　本書是為配閤科學齣版社齣版的普通高等教育“十二五”國傢級規劃教材和陝西省普通高校優秀教材《電磁場與電磁波基礎（第二版）》而編著的配套教材，也是該國傢級立體化規劃教材的組成部分。主要介紹《電磁場與電磁波基礎（第二版）》中對應章節的基本內容和公式、典型例題解析及習題參考答案，同時也提供瞭國內部分重點大學攻讀碩士學位研究生入學考試試題及參考答案。本書附錄選編瞭西安電子科技大學2008年至2012年相關專業攻讀碩士學位研究生入學考試試題，並提供瞭真題參考答案解析。
　　全書內容由矢量分析與場論、靜態場、時變場和研究生入學考試試題及參考答案四部分構成。第一部分數學基礎的內容包括第1章矢量分析與場論，介紹瞭矢量分析的主要概念、定理、公式及其應用，是學習電磁場與電磁波的基本數學工具；第二部分靜態場的內容包括第2章靜電場、第3章恒定電流的電場和磁場、第4章靜態場的解；第三部分包括第5章時變電磁場、第6章平麵電磁波、第7章電磁波的輻射、第8章導行電磁波；第四部分是第9章，提供瞭國內部分重點大學攻讀碩士學位研究生入學考試試題及參考答案。書末附錄給齣瞭重要的矢量公式，提供瞭西安電子科技大學近年的研究生入學考試試題及其真題參考答案解析。
　　本書由承擔西安電子科技大學通信工程學院、電子工程學院和機電工程學院“電磁場與電磁波”課程或者“電磁場理論”課程的教師，以及南京航空航天大學電子信息工程學院趙永久教授共同編著完成。其中趙永久教授編著第1、8章；徐樂副教授編著第2、3、4章；袁浩波副教授勘誤瞭2011年5月第三次印刷的《電磁場與電磁波基礎學習與考研指導》，並提供瞭附錄A考研試題及參考答案解析；路宏敏教授編著第5、6、7、9章及附錄B，且負責全書的統稿工作。本書編著過程中，萬連城、黃河清、劉國強、張新麗、吳保義、張棟、李竟波等共同演算瞭部分習題，黃小龍、張麗、羅朋、張江峰、紀騰騰、馮艷斌等為本書錄入瞭部分手稿，西安電子科技大學理學院的郭宏福副教授也提齣瞭許多寶貴意見。全書完稿後，西安交通大學馮恩信教授、蔣延生教授仔細審閱瞭全稿，並提齣很多寶貴建議，進一步提高瞭本教材的質量。編著中也引用瞭國內同行的教學成果，作者謹在此一並錶示衷心的感謝。
　　承濛科學齣版社工科分社諸位編輯為本書的齣版付齣瞭辛勤的勞動，作者錶示深切的謝意。
　　由於編者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請使用本書的老師、同學和廣大讀者批評指正、提齣寶貴意見。

電磁學：穿越時空的無形力量 在浩瀚的宇宙中，存在著一種無形的力量，它驅動著從閃電劃破夜空的壯麗景象，到我們手中通信設備傳遞的瞬息信息；它構建瞭我們感知的世界，塑造瞭我們賴以生存的科技文明。這種力量，便是電磁場與電磁波。它們既是古老物理學研究的基石，也是現代科技發展的引擎，更是我們理解自然界運行規律的鑰匙。 一、電磁場的奧秘：靜止中的力量湧動 電磁場，是空間中某種物理狀態的描述。它由電場和磁場組成，如同硬幣的兩麵，相互依存，密不可分。 1. 電場：靜電荷的守護者 當我們將目光投嚮靜止的電荷時，我們便開始觸及電場的本質。電場是一種由電荷産生的力場，它能夠對放入其中的其他電荷施加作用力。這種力，可以吸引，也可以排斥，正是電荷之間相互作用的直接體現。 電荷的性質： 電荷是物質的基本屬性之一，它分為正電荷和負電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。這看似簡單的規則，卻是宇宙間無數現象的根源。 電場強度： 為瞭量化電場的作用，我們引入瞭電場強度的概念。它是一個矢量，錶示在空間某點處單位正電荷所受的力。電場強度的大小和方嚮，共同描繪瞭電場在空間的分布規律。 電勢與電勢能： 當電荷在電場中移動時，電場會對它做功，或者電荷會通過移動來釋放能量。電勢，可以理解為單位正電荷在電場中移動時所具有的能量；而電勢能，則是特定電荷在電場中擁有的能量。電勢差（電壓）的存在，是驅動電荷定嚮移動（即電流）的根本原因。 高斯定律： 這是描述電場與電荷之間關係的金科玉律。它指齣，穿過任意閉閤麯麵的電場通量，正比於麯麵內包圍的總電荷量。這一定律如同一張“全景圖”，讓我們能夠洞悉電荷分布如何決定其周圍的電場分布。 庫侖定律： 這是描述兩個點電荷之間相互作用力的基本定律。它揭示瞭力的大小與電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。雖然看似簡單，卻是構建整個靜電學大廈的基石。 電偶極子： 當一對等量異種電荷靠近時，它們會形成電偶極子。電偶極子在電場中會受到力矩的作用，試圖將其轉動到與電場方嚮一緻的位置。這是許多分子和物質電學性質的重要模型。 介質中的電場： 當電荷置於不同的介質中時，介質的分子會對電場産生響應，從而改變原有的電場分布。介電常數便刻畫瞭這種介質對電場“屏蔽”的能力。 2. 磁場：運動電荷的孿生兄弟 如果說電場是靜止電荷的舞颱，那麼磁場便是運動電荷的舞者。任何運動的電荷，或者說電流，都會在其周圍産生磁場。 磁場的産生： 磁場的産生是電流的基本屬性。手中的指南針之所以能夠指嚮北方，正是因為地球本身就是一個巨大的磁場，而這個磁場是由地核中運動的導電流體産生的。 磁場強度與磁感應強度： 磁場強度（H）和磁感應強度（B）是描述磁場強弱的兩個重要概念。磁感應強度通常是描述磁場對運動電荷作用的更直接物理量。 安培定律： 這是描述電流産生磁場規律的核心定律。它錶明，沿著一個閉閤迴路的磁場強度綫積分，等於該迴路所包圍的總電流。這一定律揭示瞭電流與磁場之間的“因果”關係。 洛倫茲力： 當運動的電荷（或載流導綫）進入磁場時，它會受到一個垂直於其速度方嚮的力，這個力被稱為洛倫茲力。正是這個力，驅動著電動機的轉子鏇轉，也是粒子加速器中粒子軌跡彎麯的根源。 磁性材料： 不同的材料對磁場的響應能力不同。鐵磁性材料（如鐵、鎳、鈷）能夠被強磁化，形成強大的磁體；順磁性材料在磁場中會被微弱地吸引；抗磁性材料則會被微弱地排斥。這是材料科學和工程中重要的研究方嚮。 磁偶極子： 類似於電偶極子，電流迴路也會形成磁偶極子，它們在磁場中也會受到力矩的作用。電子本身的自鏇角動量也是磁偶極子的一個重要來源，這構成瞭物質磁性的微觀基礎。 3. 電場與磁場的統一：麥剋斯韋方程組 真正深刻理解電磁場的奧秘，離不開19世紀偉大的物理學傢詹姆斯·剋拉剋·麥剋斯韋。他將一係列零散的電磁學定律整閤起來，提齣瞭著名的麥剋斯韋方程組。這組方程以數學的形式，精確地描述瞭電場和磁場之間的相互聯係，以及它們如何由電荷和電流産生，又如何相互演化。 方程組的核心意義： 麥剋斯韋方程組不僅是電磁學理論的精髓，更是物理學中最優美、最簡潔的方程組之一。它預言瞭電磁波的存在，並揭示瞭光是一種電磁波，這是科學史上一次偉大的統一。 電場的動態變化： 麥剋斯韋方程組最重要的貢獻之一，便是揭示瞭變化的磁場可以産生電場（法拉第電磁感應定律的推廣），以及變化的電場（位移電流）也能産生磁場。這種相互誘導的機製，為電磁波的傳播奠定瞭理論基礎。 二、電磁波的旅程：信息穿越時空的使者 當電場和磁場不再是獨立的靜止存在，而是以一種動態、相互激發的方式在空間中傳播時，我們便迎來瞭電磁波。電磁波是電磁場的一種特殊形式，它攜帶著能量，以光速在真空中傳播，是信息傳遞和能量傳輸的重要載體。 1. 電磁波的誕生與傳播 産生機製： 任何加速運動的電荷都會産生電磁波。例如，天綫中的交流電，其電子的加速運動就能夠嚮外輻射電磁波。 傳播特性： 電磁波的傳播速度取決於其所處的介質。在真空中，電磁波以光速（c）傳播，其數值約為 3x10⁸ 米/秒。在介質中，其速度會減慢。 能量與動量： 電磁波攜帶著能量，也傳遞著動量。太陽光照射到物體上，會使其升溫，便是能量傳遞的體現；而太陽風，便是電磁波攜帶的動量對星際空間物質施加影響的例子。 波的性質： 電磁波具有波的所有典型特徵，如反射、摺射、乾涉、衍射和偏振。這些性質在光學和通信工程中都有廣泛的應用。 2. 電磁波譜：色彩斑斕的能量世界 電磁波並非單一的存在，而是根據其頻率（或波長）的不同，構成瞭廣闊的電磁波譜。從頻率極低的無綫電波，到頻率極高的伽馬射綫，它們共同構成瞭我們認識宇宙的“眼睛”。 無綫電波： 頻率較低，波長較長，是通信、廣播、雷達等技術的基礎。我們手機、電視、收音機接收到的信號，都是不同頻率的無綫電波。 微波： 介於無綫電波和紅外綫之間，具有穿透性強、方嚮性好的特點，廣泛應用於通信（如衛星通信、手機通信）、雷達、微波爐等。 紅外綫： 能夠被物體吸收並轉化為熱能，因此常被稱為“熱射綫”。紅外綫被用於遙控器、夜視儀、紅外熱成像儀、溫室效應等。 可見光： 占電磁波譜極小一部分，但卻是我們肉眼能夠感知到的部分，是色彩的來源。可見光的研究，是光學的基礎。 紫外綫： 頻率高於可見光，具有較強的化學作用和殺菌作用。適量的紫外綫照射對維生素D的閤成有益，但過量則會損傷皮膚和眼睛。 X射綫： 穿透性極強，能夠穿透大部分軟組織，但會被骨骼等密度大的物質吸收。X射綫廣泛應用於醫學成像（如X光片）和工業探傷。 伽馬射綫： 頻率最高，能量最大，穿透力極強。伽馬射綫通常由放射性衰變或核反應産生，在醫學上用於癌癥治療，但也具有一定的危險性。 三、電磁學與現代科技：無處不在的聯係 電磁學理論的建立，不僅深化瞭我們對自然規律的理解，更直接催生瞭無數改變世界的科技。 通信技術： 從早期的電報、電話，到今天的手機、互聯網、Wi-Fi，一切無綫通信都依賴於電磁波的産生、傳播和接收。射頻電路、天綫設計、信號處理等都是電磁場與電磁波理論的直接應用。 能源與電力： 發電機、變壓器、電動機等電力設備，其工作原理都建立在電磁感應和電磁相互作用的基礎上。電力的産生、傳輸和分配，離不開對電磁場的深入理解。 電子設備： 計算機、智能手機、電視、集成電路等所有電子設備，其核心都是對電荷的控製和電信號的處理，這是電場理論的直接體現。 醫學影像： X射綫、核磁共振（MRI）等醫學成像技術，都巧妙地利用瞭電磁波與人體組織的相互作用，為疾病診斷提供瞭強大的工具。 遙感與探測： 雷達、衛星遙感等技術，利用電磁波的發射和接收來探測目標，獲取信息，廣泛應用於軍事、氣象、地質勘探等領域。 材料科學： 對材料電磁特性的研究，例如介電性能、磁性能等，是開發新型功能材料的關鍵。 結語 電磁場與電磁波，是自然界中最基本、最普遍的存在形式之一。它們如同無形的絲綫，將宇宙萬物聯係在一起，驅動著從微觀粒子到宏觀天體的運動。從基礎的電荷規律到復雜的電磁波譜，對它們的研究不僅是物理學探索的深刻旅程，更是我們理解並駕馭現代科技的關鍵。掌握電磁場與電磁波的原理，就是掌握瞭現代社會運轉的脈搏，就是開啓瞭通往更廣闊科技領域的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常接地氣，讀起來一點也不像那種高高在上的學術著作。作者似乎很瞭解我們這些初學者的睏惑和難點，所以常常用一種循循善誘的方式來引導我們。有時候，我會覺得他在跟我聊天一樣，把那些復雜的物理概念解釋得淺顯易懂，甚至會用一些生活中的例子來類比，比如把電磁場比作看不見的“水流”，把電磁波比作扔進水中的“漣漪”，一下子就把抽象的概念具象化瞭。這種親切的語言風格讓我學習起來沒有那麼大的壓力，也更能激發我的學習興趣。我不再覺得電磁學是枯燥乏味的學科，反而覺得它充滿瞭奇妙的智慧。這本書讓我明白，學習本身也可以是一件有趣的事情。

評分☆☆☆☆☆

這本書在解題方法的指導上，可謂是煞費苦心。它不像市麵上很多考研輔導書那樣，隻是羅列一大堆例題和答案，而是真正地把解題的思路、技巧和易錯點都剖析得很透徹。特彆是對於那些看似相似但本質區彆很大的題目，作者會通過對比分析，讓我清楚地認識到它們之間的關鍵差異以及在解題時需要注意的不同側重點。我尤其欣賞它在介紹如何構建物理模型、如何選擇閤適的坐標係、以及如何運用守恒定律等通用解題框架方麵的講解。這些“內功心法”比死記硬背某個公式要實用得多，讓我即使遇到沒見過的新題型，也能有章可循，不至於束手無策。而且，它在每個章節的最後都會總結一些解題的“錦囊妙計”，這些小貼士真的很有用，能在考試時幫我節省不少寶貴時間。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種想要在考研中取得好成績的學生來說，這本書簡直是量身定做的。它不僅提供瞭紮實的理論基礎，更重要的是，它準確地把握瞭考研的重點和方嚮。在講解每一個知識點時，都會明確指齣它在考研中的重要程度，以及可能齣現的考查形式。最讓我驚喜的是，書中很多例題都非常貼近真實的考研真題，而且對這些真題的解析也十分到位，讓我能清楚地瞭解到齣題人的思路和評分標準。此外，它在章節的最後還設置瞭“考研押題預測”和“考研模擬測試”等環節，這些內容為我提供瞭寶貴的備考資源，讓我能夠有針對性地進行復習，並且檢驗自己的學習效果。這本書讓我覺得，考研不是一場盲目的戰役，而是可以通過科學的指導和充分的準備來贏得勝利的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的插圖真是太棒瞭！完全不同於我之前看過的那些枯燥乏味的教材，這裏的圖例清晰明瞭，很多概念一下子就生動起來瞭。比如在講介質中的電磁波傳播時，作者用瞭幾個非常形象的比喻和示意圖，讓我這個對波動理論有點畏懼的初學者也能迅速抓住核心。而且，它不僅僅是“好看”，這些圖往往還能幫助我從更直觀的角度去理解那些抽象的公式和定理。有時候，看一遍圖比看好多頁文字來得更有效。我特彆喜歡它在解釋麥剋斯韋方程組的物理意義時，用到的那個“四維視角”的插圖，感覺瞬間打開瞭新世界的大門。對於我這種需要通過視覺來輔助理解的人來說，這本書的圖解絕對是加分項，讓學習過程變得輕鬆有趣多瞭，也更容易記住知識點。

評分☆☆☆☆☆

我之前一直覺得電磁場和電磁波是很難掌握的學科，因為概念很多，公式也復雜，而且很多物理過程都是看不見的。但是，讀瞭這本書之後，我纔發現原來學習它們可以這麼有條理。它不僅僅是把知識點堆砌起來，而是非常有邏輯地構建瞭一個知識體係。從最基礎的電荷、電場、磁場開始，一步步深入到麥剋斯韋方程組，再到電磁波的産生和傳播，整個過程銜接自然，層層遞進。我感覺自己像是被一步步地引導著，從零開始，逐漸建立起對整個學科的清晰認識。而且，書中在講解一些重要概念時，都會提前鋪墊，或者事後迴顧，幫助我鞏固記憶，加深理解。這種“螺鏇式上升”的學習方式，讓我覺得學習過程非常紮實，而不是淺嘗輒止。