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) 97873012 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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邬春明 著

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• 电磁场与电磁波
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• 21世纪规划教材
• 通信工程
• 电磁理论
• 高等教育
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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301205082

商品编码：29623439194

包装：平装

出版时间：2012-07-01

图书基本信息
图书名称	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)	作者	邬春明
定价	30.00元	出版社	北京大学出版社
ISBN	9787301205082	出版日期	2012-07-01
字数		页码
版次	2	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.381Kg

内容简介

《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。

作者简介

目录

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

编辑推荐

《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。

文摘

序言

引言：拨云见日，透视无形——电磁场的奥秘与电磁波的传播 我们生活的世界，无处不充斥着电磁场的无形力量。从微观的原子内部粒子间的相互作用，到宏观的卫星通信、无线网络，乃至我们日常使用的手机、电视，都离不开电磁场的支撑。电磁场，作为自然界中最基本、最重要的场之一，它既是物质相互作用的媒介，也是能量传输的载体。理解电磁场，就是理解了我们赖以生存的许多基本物理现象的根源；掌握电磁波的传播规律，则开启了信息传递和能源利用的无限可能。 本书将带领您踏上一段深入探索电磁场与电磁波奥秘的旅程。我们将从最基础的电荷与电流的概念出发，层层递进，系统地阐述静电场、静磁场、变化电磁场等核心概念，并深入分析它们在不同介质中的行为。同时，我们也将聚焦于电磁波的产生、传播、反射、折射、衍射等重要特性，以及它们在现代科技中的广泛应用。本书旨在为广大读者，特别是电子通信、电气工程、自动化等相关专业应用型本科生，提供一个扎实、全面、且具有实践指导意义的学习平台。 第一部分：静态的秩序——静电场与静磁场 旅程的起点，是相对静态的领域。我们将首先揭示静电场的本质。通过回顾库仑定律，这个描述点电荷间相互作用的基石，我们将理解电荷的性质以及它们如何产生力。在此基础上，我们将引入电场的概念，学习如何用电场强度来描述空间中任意一点的电场性质，以及高斯定律如何以一种优雅的方式揭示电场与电荷分布之间的深刻联系。我们还将探讨电势，这个与电场强度紧密相关的标量场，理解等势面的意义，并学习如何通过电势能来分析电荷的运动。 在静电场的部分，我们将重点关注几种典型的电荷分布，如点电荷、线电荷、面电荷和体电荷，以及它们在不同几何形状下的电场分布。通过泊松方程和拉普拉斯方程，我们将深入了解电势和场强的数学描述，以及如何利用这些方程来求解复杂的静电场问题。此外，介质在电场中的表现也是至关重要的一环。我们将学习介电常数、电极化等概念，理解电介质如何影响电场的强度，并探讨导体的静电平衡条件。 从静电场过渡到静磁场，我们将迎来另一大类基本场。磁场的产生源于运动的电荷，也就是电流。安培环路定理将成为我们分析静磁场的重要工具，它如同高斯定律在静电场中的作用一样，简洁而深刻地揭示了电流与磁场之间的内在联系。我们还将学习磁场强度和磁感应强度这两个描述磁场的基本量，理解它们之间的关系，以及洛伦兹力如何描述带电粒子在磁场中受到的作用。 磁场的源除了稳恒电流，还有磁性材料。我们将探讨磁性材料的分类，如顺磁体、抗磁体和铁磁体，并理解磁化强度和磁导率的概念。通过磁标势法，我们将能够更有效地分析具有复杂磁结构的静磁场问题。电磁感应是电磁场研究中一个革命性的发现，法拉第电磁感应定律将揭示变化的磁场如何产生电动势，而楞次定律则指明了感应电流的方向。这一发现为发电机和变压器的诞生奠定了理论基础，也预示着变化的电磁场将带来更广泛的现象。 第二部分：动态的交响——变化的电磁场与电磁波 当电场和磁场不再是静态的，而是发生变化时，一个更加壮丽的图景便展现在我们面前。变化的电磁场是连接静电场和静磁场的桥梁，更是电磁波产生的源头。变化的磁场能够产生电场，而变化的电场同样能够产生磁场——麦克斯韦方程组正是对这一动态过程的完美概括。我们将逐一解析麦克斯韦方程组的四个基本方程，理解它们在积分形式和微分形式下的物理意义，以及位移电流的概念如何弥补了安培定律的不足，完成了对电磁场的统一描述。 麦克斯韦方程组不仅描述了电磁场的动态行为，更预言了电磁波的存在。电磁波是一种在空间中传播的能量形式，它不需要介质，可以在真空中传播。本书将深入探讨电磁波的产生机制，了解加速运动的电荷如何激发出电磁波。我们还将学习电磁波的传播速度，即光速，并理解电磁波的波长、频率和速度之间的关系。 电磁波的特性丰富多样。我们将分析电磁波的极化现象，理解线极化、圆极化和椭圆极化的不同形式，以及极化在通信和光学中的应用。电磁波在传播过程中，会遇到各种现象。反射和折射是电磁波遇到界面时最基本的行为，斯涅尔定律将帮助我们理解不同介质中电磁波的传播方向变化。衍射现象则揭示了电磁波绕过障碍物或通过小孔时的传播规律，这对于理解无线通信中的信号覆盖至关重要。散射现象描述了电磁波与微小粒子相互作用时的传播变化，这在遥感和大气科学中有着重要应用。 第三部分：无远弗届——电磁波的应用与现代通信 电磁波的发现与研究，极大地推动了人类文明的进步。本书的第三部分将聚焦于电磁波在现代科技中的广泛应用，特别是与电子通信领域的紧密联系。我们将从天线这一电磁波的“发射与接收器”讲起。理解不同类型天线（如偶极子天线、单极子天线、喇叭天线、抛物面天线等）的工作原理、方向图、增益等参数，是实现高效无线通信的关键。 传播模型是理解电磁波如何在实际环境中传播的重要理论。我们将学习自由空间传播模型，以及在地面传播、对流层传播、电离层传播等不同场景下的传播损耗和衰减特性。这对于设计可靠的通信系统至关重要。 电磁兼容性（EMC）是现代电子设备设计中不可忽视的一环。我们将探讨电磁干扰（EMI）的产生、传播途径和抑制方法，以及电磁敏感性（EMS）的概念。确保设备在复杂的电磁环境中能够正常工作，是保障产品质量和系统稳定性的基础。 在信息传输方面，电磁波扮演着至关重要的角色。我们将初步了解无线通信的原理，从早期的无线电广播，到今天的移动通信（如4G、5G），再到卫星通信、Wi-Fi等，都离不开电磁波的承载。了解不同频段的电磁波在通信中的应用，以及它们各自的优缺点，将有助于我们理解通信技术的演进。 此外，我们还将探讨电磁波在雷达、遥感、医学成像（如X射线、核磁共振）、微波加热等领域的应用，展示电磁场与电磁波理论如何转化为实际的生产力和服务。 结语：开启通往未来的无限可能 本书力求在理论的严谨性与应用的实践性之间找到一个恰当的平衡点。我们不仅会深入讲解电磁场与电磁波的基本原理，更会结合丰富的实例，展示这些理论在电子通信、电气工程等领域的实际应用。通过理论学习与案例分析相结合的方式，期望读者能够不仅“知其然”，更能“知其所以然”，并具备运用所学知识解决实际问题的能力。 掌握电磁场与电磁波的知识，就是掌握了现代科技的基石之一。这不仅是电子通信领域专业人士的必备技能，也是理解和驾驭我们所处数字化、信息化世界的关键。愿本书能成为您在探索电磁奥秘、开启通往未来无限可能道路上的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初选择这本《电磁场与电磁波》教材，很大程度上是因为它的“应用型本科”定位。在本科学习阶段，我更希望学到的知识能够直接指导我未来的实践，而不是停留在纯理论的海洋里。这本书在这方面做得非常出色。它并没有回避那些核心的数学推导和物理概念，但却巧妙地将它们融入到一系列精心设计的应用场景中。比如，在讲解坡印廷矢量时，作者并没有仅仅停留在公式的推导，而是详细阐述了它如何描述能量的流动，并结合了同轴电缆中的功率传输等实际问题进行分析，这让我立刻就能理解这个概念的物理意义和工程价值。书中还提供了大量的例题，这些例题不仅仅是简单的计算，很多都涉及到实际工程中的设计问题，比如如何计算天线的方向图，或者如何分析传输线上的驻波比。并且，书中还特别强调了对这些例题的分析和讨论，不仅仅是给出答案，更重要的是引导读者理解求解过程背后的思路和技巧。我个人觉得，这种“学以致用”的学习方式，远比枯燥地背诵公式更有效。而且，书中对一些新兴的应用，比如电磁兼容性（EMC）的一些基本概念也有涉及，这让我感到非常惊喜，因为它让我对未来可能遇到的技术难题有了一个初步的了解。总的来说，这本书成功地将理论与实践紧密结合，让我觉得学习电磁场与电磁波不再是遥不可及的理论，而是触手可及的工程实践。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对电磁现象充满好奇的业余爱好者，我一直想系统地学习电磁场与电磁波的知识，但市面上很多教材要么过于深奥，要么过于浅显。这本《电磁场与电磁波》恰好填补了我的需求。这本书的语言风格非常亲切，没有那种拒人千里之外的学术腔调，而是更像一位经验丰富的老师在循循善诱。书中有很多生动形象的比喻，比如用“水流”来类比电流，用“涟漪”来解释电磁波的传播，这些都极大地降低了理解难度。即使是一些复杂的概念，比如洛伦兹力，作者也通过日常生活中的例子（比如磁铁吸铁）来帮助我们建立直观的认识。而且，书中的插图也非常丰富，清晰地展示了各种电磁场的分布情况，以及电磁波的传播形态。我特别喜欢书中关于“光的波动性与粒子性”的讨论，虽然这不是电磁场与电磁波的绝对核心内容，但它能帮助我们从更宏观的视角去理解电磁现象的多样性。此外，书中还对电磁场的一些“奇特”现象，比如涡流、趋肤效应等进行了有趣的解释，让我觉得学习过程充满乐趣。我每天都会抽出一些时间来阅读，每读完一个章节，都感觉自己的知识体系又完整了一块，成就感满满。这本书就像一位耐心的向导，带领我探索电磁世界的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，虽然本科阶段已经接触过电磁场与电磁波，但在深入研究方向时，我发现一些基础知识还需要巩固和深化。选择这本《电磁场与电磁波(第2版)》纯粹是出于对其前沿性的好奇。这本书在保持经典理论完整性的同时，也展现了作者对该领域最新进展的关注。我印象最深刻的是书中关于“无源超材料”和“负折射率材料”的章节。这部分内容在我本科阶段几乎是没有涉及的，但在这里，作者以一种非常清晰和易懂的方式介绍了这些概念的物理原理，并探讨了它们在隐身技术、新型天线设计等方面的潜在应用。这让我感到非常兴奋，因为它为我的研究生研究提供了一些新的思路和方向。此外，书中对麦克斯韦方程组的讨论也更加深入，不仅仅是停留在一个初步的理解层面，而是将其与更复杂的边界条件、介质特性等相结合进行分析，这对于理解电磁波在复杂环境中的传播行为非常有帮助。书中还对一些数值计算方法，如有限元法（FEM）和有限时域差分法（FDTD）的原理进行了简要介绍，虽然没有深入到算法实现的细节，但足以让我对这些强大的仿真工具有一个初步的认识。总而言之，这本书不仅巩固了我的基础知识，更拓宽了我的视野，让我看到了电磁场与电磁波领域的无限可能性，对我进行更深入的研究非常有启发。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望，因为很多同类教材的“第2版”往往只是对内容进行小修小补，缺乏实质性的创新。然而，这本《电磁场与电磁波(第2版)》却给了我一个惊喜。最显著的改进体现在其对现代通信技术背景的融入。书中不再仅仅是围绕着传统的电磁理论打转，而是将大量的篇幅用在了如何将这些理论应用于现代无线通信、微波器件、甚至一些新兴的射频识别（RFID）技术等方面。例如，在讲解传输线理论时，作者不仅详细分析了阻抗匹配，还重点探讨了如何在高速数据传输中减少信号失真，以及如何设计高效的射频前端电路。书中还对一些先进的电磁仿真软件的使用方法进行了简要的介绍，虽然不是教程级别的详尽，但足以让读者了解到这些工具在实际工程设计中的重要性。另外，我注意到书中对“电磁波的能量传输和动量”的讨论也更加深入，不再仅仅是停留在功率流的计算，而是探讨了光压等更深层次的物理现象，这让我联想到一些前沿的物理实验和技术。总体而言，这本书在保持理论严谨性的基础上，紧跟时代步伐，注入了更多现代工程的元素，使其不仅是一本教材，更是一本兼具理论深度和工程实用性的参考书，对于希望在电子通信领域深造的读者来说，具有很高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很简洁大气，书名“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)”一看就充满了学术和实用性。我是一个刚接触电磁场和电磁波的初学者，所以购买这本书是希望能有一个扎实的基础。拿到书之后，我迫不及待地翻看了目录，发现内容安排得相当全面，从最基本的电荷、电场、磁场概念，到麦克斯韦方程组的推导和应用，再到电磁波的传播、辐射，最后还涉及了一些实际应用，例如天线、微波电路等。这种循序渐进的讲解方式让我觉得很安心，不像有些书一上来就讲复杂的公式和定理，容易让人望而却步。而且，书中对公式的推导过程都写得非常详细，一步一步跟着做，即使是我这种数学基础不算特别强的学生，也能理解其逻辑。我尤其欣赏的是，作者在讲解理论知识的同时，也穿插了不少实际的工程案例，这让我能够将抽象的理论与实际的工程应用联系起来，加深理解，也让我对未来的学习和工作有了更清晰的认识。例如，在讲到天线原理时，书中不仅给出了理论公式，还分析了不同类型天线的优缺点以及在不同场景下的适用性，这对我来说是非常宝贵的知识。总的来说，这本书从内容覆盖度、理论深度以及与实践的结合度上，都给我留下了非常深刻的印象，是一本非常值得推荐的教材。