目 录
前言
预备知识:矢量分析
１ ０􀆰 １ 正交坐标系 １
０􀆰 １􀆰 １ 直角坐标系 １
０􀆰 １􀆰 ２ 柱坐标系 １
０􀆰 １􀆰 ３ 球坐标系 ２
０􀆰 ２ 标量场和矢量场 ２
０􀆰 ２􀆰 １ 标量和矢量 ２
０􀆰 ２􀆰 ２ 标量和矢量的表示 ２
０􀆰 ３ 矢量运算 ３
０􀆰 ３􀆰 １ 矢量的加减法 ３
０􀆰 ３􀆰 ２ 矢量与标量的乘积(矢量的数乘) ４
０􀆰 ３􀆰 ３ 矢量与矢量的乘积 ４
０􀆰 ３􀆰 ４ 场图 ５
０􀆰 ４ 方向导数和梯度 ６
０􀆰 ４􀆰 １ 标量场的方向导数 ６
０􀆰 ４􀆰 ２ 梯度 ６
０􀆰 ５ 矢量场的通量和散度 ８
０􀆰 ５􀆰 １ 面元矢量 ８
０􀆰 ５􀆰 ２ 通量 ８
０􀆰 ５􀆰 ３ 散度 ９
０􀆰 ５􀆰 ４ 散度定理(高斯公式) １０
０􀆰 ６ 矢量的环量与旋度 １１
０􀆰 ６􀆰 １ 有向线元 １１
０􀆰 ６􀆰 ２ 矢量的环量 １１
０􀆰 ６􀆰 ３ 矢量的旋度 １１
０􀆰 ６􀆰 ４ 斯托克斯定理 １２
０􀆰 ６􀆰 ５ 从环量到旋度 １３
０􀆰 ６􀆰 ６ 散度和旋度的比较 １４
０􀆰 ６􀆰 ７ 哈密顿算子 １４
０􀆰 ６􀆰 ８ 矢径 Ｒ １５
０􀆰 ７ 两个重要的恒等式 １５
０􀆰 ８ 亥姆霍兹定理 １６
０􀆰 ８􀆰 １ 亥姆霍兹定理的内容 １６
０􀆰 ８􀆰 ２ 矢量场的四种类型 １６
０􀆰 ９ 习题与答案 １８
０􀆰 ９􀆰 １ 习题 １８
０􀆰 ９􀆰 ２ 答案 １８
第 １ 章 静电场 ２０
１􀆰 １ 自由空间的静电场 ２０
１􀆰 １􀆰 １ 静电场的源 ２０
１􀆰 １􀆰 ２ 电场强度 ２２
１􀆰 １􀆰 ３ 电位 ２４
１􀆰 １􀆰 ４ 真空中静电场的基本性质 ２７
１􀆰 ２ 静电场中的导体和电介质 ２８
１􀆰 ２􀆰 １ 静电场中的导体 ２８
１􀆰 ２􀆰 ２ 静电场中的电介质 ２９
１􀆰 ３ 电介质中的高斯定理 ３１
１􀆰 ４ 静电场的基本方程及分界面的衔接条件 ３３
１􀆰 ４􀆰 １ 静电场的基本方程 ３３
１􀆰 ４􀆰 ２ 静电场的分界面的衔接条件 ３３
１􀆰 ４􀆰 ３ 特殊的静电场分界面 ３４
１􀆰 ５ 静电场的边值问题及求解 ３５
１􀆰 ５􀆰 １ 静电场的边值问题 ３５
１􀆰 ５􀆰 ２ 静电场边值问题的求解 ３６
１􀆰 ５􀆰 ３ 分离变量法 ３７
１􀆰 ６ 静电场的等效求解方法:镜像法 ４０
１􀆰 ６􀆰 １ 导体平面镜像 ４０
１􀆰 ６􀆰 ２ 介质平面镜像 ４４
１􀆰 ６􀆰 ３ 导体球面镜像 ４５
１􀆰 ６􀆰 ４ 导体柱面镜像 ５０
１􀆰 ６􀆰 ５ 工程应用举例 ５１
１􀆰 ７ 静电场工程应用:电容及部分电容 ５４
１􀆰 ７􀆰 １ 电容 ５４
１􀆰 ７􀆰 ２ 部分电容 ５６
１􀆰 ８ 静电能量与力 ５８
Ⅵ １􀆰 ８􀆰 １ 静电能量 ５８
１􀆰 ８􀆰 ２ 静电力 ６０
１􀆰 ９ 习题与答案 ６１
１􀆰 ９􀆰 １ 习题 ６１
１􀆰 ９􀆰 ２ 答案 ６３
第 ２ 章 恒定电场 ６５
２􀆰 １ 电流和电流密度 ６５
２􀆰 １􀆰 １ 电流和电流密度 ６５
２􀆰 １􀆰 ２ 电流密度的工程应用举例:鱼塘死鱼之谜 ６７
２􀆰 ２ 电流连续性原理 ６８
２􀆰 ３ 欧姆定律的微分形式 ６８
２􀆰 ４ 焦耳定律的微分形式 ６９
２􀆰 ５ 电源和局外场强 ７０
２􀆰 ６ 恒定电场的基本方程和分界面的衔接条件 ７１
２􀆰 ６􀆰 １ 恒定电场的基本方程 ７１
２􀆰 ６􀆰 ２ 分界面的衔接条件 ７２
２􀆰 ６􀆰 ３ 特殊分界面的衔接条件 ７２
２􀆰 ６􀆰 ４ 恒定电场的边值问题 ７４
２􀆰 ７ 恒定电场与静电场的比拟 ７４
２􀆰 ７􀆰 １ 静电比拟法 ７４
２􀆰 ７􀆰 ２ 静电比拟举例:镜像法 ７５
２􀆰 ７􀆰 ３ 电力系统的静电模拟法 ７６
２􀆰 ８ 绝缘电阻 ７６
２􀆰 ９ 接地电阻 ７９
２􀆰 ９􀆰 １ 接地电阻 ７９
２􀆰 ９􀆰 ２ 跨步电压 ８１
２􀆰 １０ 习题与答案 ８２
２􀆰 １０􀆰 １ 习题 ８２
２􀆰 １０􀆰 ２ 答案 ８４
第 ３ 章 恒定磁场 ８６
３􀆰 １ 磁感应强度 ８６
３􀆰 １􀆰 １ 安培力定律 ８６
３􀆰 １􀆰 ２ 毕奥￣ 萨伐尔定律 ８７
３􀆰 １􀆰 ３ 磁感应强度的通量和散度 ８８
３􀆰 ２ 磁场中的物质 ８８
Ⅶ ３􀆰 ２􀆰 １ 磁偶极子和磁偶极矩 ８８
３􀆰 ２􀆰 ２ 物质的磁化 ８９
３􀆰 ３ 安培环路定理 ９１
３􀆰 ３􀆰 １ 真空中的安培环路定理 ９１
３􀆰 ３􀆰 ２ 一般形式的安培环路定理 ９１
３􀆰 ４ 恒定磁场基本方程及分界面的衔接条件 ９４
３􀆰 ４􀆰 １ 恒定磁场的基本方程 ９４
３􀆰 ４􀆰 ２ 恒定磁场分界面的衔接条件 ９５
３􀆰 ４􀆰 ３ 特殊的恒定磁场分界面 ９６
３􀆰 ５ 恒定磁场中的位函数 ９６
３􀆰 ５􀆰 １ 矢量磁位及其边值问题 ９６
３􀆰 ５􀆰 ２ 标量磁位及其边值问题 １００
３􀆰 ６ 恒定磁场中的镜像法 １０１
３􀆰 ７ 恒定磁场的工程应用:电感 １０３
３􀆰 ７􀆰 １ 自感和互感的概念 １０３
３􀆰 ７􀆰 ２ 自感和互感的计算 １０４
３􀆰 ８ 恒定磁场的能量与力 １０６
３􀆰 ８􀆰 １ 恒定磁场的能量 １０６
３􀆰 ８􀆰 ２ 磁场力 １０８
３􀆰 ８􀆰 ３ 霍尔效应 １０９
３􀆰 ９ 磁路 １１２
３􀆰 １０ 习题与答案 １１４
３􀆰 １０􀆰 １ 习题 １１４
３􀆰 １０􀆰 ２ 答案 １１５
第 ４ 章 时变电磁场 １１７
４􀆰 １ 电磁感应定律和感应电场 １１７
４􀆰 １􀆰 １ 法拉第电磁感应定律 １１７
４􀆰 １􀆰 ２ 电磁感应定律的应用 １１９
４􀆰 １􀆰 ３ 感应电场 １２０
４􀆰 ２ 全电流定律:安培环路定理的修正 １２２
４􀆰 ２􀆰 １ 安培环路定理修正的依据 １２３
４􀆰 ２􀆰 ２ 安培环路定理的修正 １２３
４􀆰 ３ 麦克斯韦方程 １２６
４􀆰 ３􀆰 １ 麦克斯韦方程 １２６
４􀆰 ３􀆰 ２ 麦克斯韦方程组的实践性、对称性和独立性 １２７
４􀆰 ３􀆰 ３ 广义的麦克斯韦方程 １２８
４􀆰 ４ 时变电磁场的边界条件 １２９
４􀆰 ４􀆰 １ 两种媒质分界面的一般边界条件 １２９
４􀆰 ４􀆰 ２ 两理想介质(无损耗线性媒质)的分界面 １３０
４􀆰 ４􀆰 ３ 理想介质和理想导体的分界面 １３０
４􀆰 ５ 动态位 １３１
４􀆰 ５􀆰 １ 动态位的引入 １３１
4􀆰 ５􀆰 ２ 达朗贝尔方程及其特点 １３２
４􀆰 ５􀆰 ３ 达朗贝尔方程解的形式 １３３
４􀆰 ５􀆰 ４ 达朗贝尔方程的解 １３５
４􀆰 ６ 时变电磁场的坡印亭定理 １３６
４􀆰 ６􀆰 １ 时变场的坡印亭定理 １３６
４􀆰 ６􀆰 ２ 坡印亭矢量 １３８
４􀆰 ６􀆰 ３ 坡印亭矢量的应用实例 １３９
４􀆰 ６􀆰 ４ 时变场的唯一性定理 １４３
４􀆰 ７ 正弦电磁场 １４３
４􀆰 ７􀆰 １ 正弦电磁场的复数表示 １４４
４􀆰 ７􀆰 ２ 麦克斯韦方程的复数表示 １４５
４􀆰 ７􀆰 ３ 复介电常数和复磁导率 １４７
４􀆰 ７􀆰 ４ 坡印亭定理的复数形式 １４８
４􀆰 ７􀆰 ５ 达朗贝尔方程的复数形式 １５０
４􀆰 ８ 电磁辐射 １５１
４􀆰 ８􀆰 １ 天线的形成 １５１
４􀆰 ８􀆰 ２ 单元偶极子天线的电磁辐射 １５２
４􀆰 ９ 习题与答案 １５５
４􀆰 ９􀆰 １ 习题 １５５
４􀆰 ９􀆰 ２ 答案 １５７
第 ５ 章 准静态电磁场 １５９
５􀆰 １ 电准静态场和磁准静态场 １５９
５􀆰 １􀆰 １ 电准静态场 １５９
５􀆰 １􀆰 ２ 磁准静态场 １６１
５􀆰 １􀆰 ３ 准静态场应用举例 １６２
５􀆰 ２ 从准静态场推导电路基本定律 １６３
５􀆰 ２􀆰 １ 基尔霍夫电流定律 １６３
５􀆰 ２􀆰 ２ 基尔霍夫电压定律 １６４
５􀆰 ３ 典型 ＥＱＳ 问题的分析 １６４
５􀆰 ４ 趋肤效应 １６７
５􀆰 ４􀆰 １ 涡流场方程 １６７
５􀆰 ４􀆰 ２ 趋肤效应 １６７
５􀆰 ４􀆰 ３ 趋肤效应的应用 １６９
５􀆰 ４􀆰 ４ 电磁屏蔽 １７０
５􀆰 ５ 涡流及涡流损耗 １７１
５􀆰 ５􀆰 １ 涡流 １７１
５􀆰 ５􀆰 ２ 涡流的工程应用 １７４
５􀆰 ６ 邻近效应 １７４
５􀆰 ７ 导体的交流阻抗 １７５
５􀆰 ８ 计及温度效应的导线电阻的工程计算 １７７
５􀆰 ８􀆰 １ 导线的直流电阻 １７７
５􀆰 ８􀆰 ２ 导线的交流电阻 １７８
５􀆰 ９ 习题与答案 １７９
５􀆰 ９􀆰 １ 习题 １７９
５􀆰 ９􀆰 ２ 答案 １８１
第 ６ 章 无界媒质中的均匀平面波 １８３
６􀆰 １ 电磁波的波动方程 １８３
６􀆰 ２ 均匀平面波 １８４
６􀆰 ２􀆰 １ 均匀平面波的概念 １８４
６􀆰 ２􀆰 ２ 均匀平面波的方程及解 １８５
６􀆰 ２􀆰 ３ 理想介质中均匀平面波的传播特性 １８７
６􀆰 ２􀆰 ４ 横波 １８８
６􀆰 ３ 无限大理想介质中的正弦均匀平面波 １８８
６􀆰 ３􀆰 １ 理想介质中正弦均匀平面波的方程及解 １８８
６􀆰 ３􀆰 ２ 理想介质中均匀平面电磁波的参数及传输特点 １８９
６􀆰 ３􀆰 ３ 理想介质中正弦均匀平面电磁波的传输特性 １９１
６􀆰 ３􀆰 ４ 理想介质中均匀平面波的一般表达式 １９３
６􀆰 ４ 有损媒质中的正弦均匀平面电磁波 １９５
６􀆰 ４􀆰 １ 有损媒质中正弦均匀平面波的方程与求解 １９５
６􀆰 ４􀆰 ２ 有损媒质中正弦均匀平面波的参数和传输特性 １９６
６􀆰 ４􀆰 ３ ４Ｇ/ ５Ｇ 手机能否用于煤矿的井下和井上通信 １９９
６􀆰 ４􀆰 ４ 飞机高度表工作原理 １９９
６􀆰 ５ 良导体和良介质中均匀平面波的传播特性 ２００
６􀆰 ５􀆰 １ 良导体中的均匀平面波 ２００
６􀆰 ５􀆰 ２ 良介质中的均匀平面波 ２０１
６􀆰 ５􀆰 ３ 海水中潜艇之间的通信困难 ２０２
６􀆰 ５􀆰 ４ 再论趋肤效应 ２０３
６􀆰 ５􀆰 ５ 表面阻抗 ２０３
６􀆰 ５􀆰 ６ 高频屏蔽 ２０４
６􀆰 ５􀆰 ７ 航空电磁探测 ２０５
６􀆰 ６ 电磁波的极化 ２０６
６􀆰 ６􀆰 １ 电磁波的极化 ２０７
６􀆰 ６􀆰 ２ 极化波的旋向判断 ２０９
６􀆰 ６􀆰 ３ 电磁波极化的工程应用 ２０９
６􀆰 ７ 电磁波的色散、相速和群速 ２１２
６􀆰 ８ 习题与答案 ２１４
６􀆰 ８􀆰 １ 习题 ２１４
６􀆰 ８􀆰 ２ 答案 ２１６
第 ７ 章 均匀平面波在不同媒质分界面的反射与折射 ２１８
７􀆰 １ 平面波对平面边界的垂直入射 ２１９
７􀆰 １􀆰 １ 正弦平面电磁波对一般导电媒质的垂直入射 ２１９
７􀆰 １􀆰 ２ 平面电磁波对理想导体平面的垂直入射 ２２１
７􀆰 １􀆰 ３ 平面波在理想介质分界面的垂直入射 ２２４
７􀆰 １􀆰 ４ 超声波探伤 ２２６
７􀆰 １􀆰 ５ 易拉罐可否增强 ＷｉＦｉ 信号 ２２７
７􀆰 ２ 平面波在理想介质分界面上的斜入射 ２２８
７􀆰 ２􀆰 １ 反射定律和折射定律 ２２８
７􀆰 ２􀆰 ２ 反射系数与折射系数 ２３０
７􀆰 ２􀆰 ３ 全反射和全透射 ２３２
７􀆰 ３ 正弦平面波对理想导体表面的斜入射 ２３５
７􀆰 ４ 均匀平面波对良导体表面的斜入射 ２３６
７􀆰 ５ 习题与答案 ２３７
７􀆰 ５􀆰 １ 习题 ２３７
７􀆰 ５􀆰 ２ 答案 ２３９
第 ８ 章 导行电磁波 ２４１
８􀆰 １ 导行电磁波的一般分析方法 ２４２
８􀆰 １􀆰 １ 导行电磁波的纵向分量和横向分量方程 ２４２
８􀆰 １􀆰 ２ 导波场的横向分量与纵向分量之间的关系式 ２４４
８􀆰 ２ 导行波波型的分类以及导行波的传输特性 ２４５
８􀆰 ２􀆰 １ 导行波波型的分类 ２４５
８􀆰 ２􀆰 ２ 导行波的传输特性 ２４６
Ⅺ ８􀆰 ３ 矩形波导 ２４８
８􀆰 ３􀆰 １ 矩形波导中的 ＴＥ 波 ２４８
８􀆰 ３􀆰 ２ 矩形波导中的 ＴＭ 波 ２５０
８􀆰 ３􀆰 ３ 矩形波导的截止波长 ２５１
８􀆰 ３􀆰 ４ 矩形波导中的 ＴＥ１０模 ２５３
８􀆰 ４ 圆柱形波导 ２５５
８􀆰 ４􀆰 １ 圆波导中的 ＴＥ 波 ２５５
８􀆰 ４􀆰 ２ 圆波导中的 ＴＭ 波 ２５７
８􀆰 ４􀆰 ３ 圆波导的传输特性 ２５８
８􀆰 ４􀆰 ４ 圆波导的常用模式 ２５９
８􀆰 ５ 同轴波导 ２６１
８􀆰 ５􀆰 １ 同轴波导中的 ＴＥＭ 波 ２６１
８􀆰 ５􀆰 ２ 同轴波导中的高次模 ２６３
８􀆰 ６ 谐振腔 ２６３
８􀆰 ６􀆰 １ 矩形谐振腔 ２６４
８􀆰 ６􀆰 ２ 微波炉中的谐振腔 ２６６
８􀆰 ７ 习题与答案 ２６７
８􀆰 ７􀆰 １ 习题 ２６７
８􀆰 ７􀆰 ２ 答案 ２６８