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电磁场与电磁波(第6版)


作者:
谢处方 饶克谨 原著 潘锦 刘贤峰 主编
定价:
54.00 元
版面字数:
560千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
6
最新版次
印刷时间:
2026年
ISBN:
978-7-04-063589-8
物料号:
63589-00
出版时间:
2025-06-03
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电子信息/通信专业课
三级分类:
微波/天线

《电磁场与电磁波》的第6版,是新一代通信技术新兴领域“十四五”高等教育教材。

本次修订遵循2024年教育部高等学校电工电子基础课程教学指导分委员会颁布的高等学校“电磁场与电磁波”课程教学基本要求,同时结合新工科建设发展的需求,梳理了知识图谱、重构了知识脉络、更新了知识内容,并新增了体现“两性一度”的知识与分析方法内容;另外,作为一本新形态教材,本书对各章节的重要知识点均嵌入有动画、图形图像、微课视频等不同形式的多媒体资源,可以帮助读者更形象地理解电磁现象。

全书一共8章,包括场及其分析方法、电磁场的基本规律、静态电磁场分析及求解、准静态电磁场分析及求解、电磁波分析基础、均匀平面电磁波的空间传播、电磁波在导波系统中的导行传输和电磁波的辐射。知识整体内容划分为三大知识板块,分别是“建立物理场分析方法”(第1章),“认识电磁本质规律”(第2章)和“分析解决各种电磁问题”(第3章至第8章)。为便于学生及时巩固知识和教师开展课堂教学设计,本书在每节后面均安排有练习题,在章节末尾安排有知识小结、思考题和章节练习。此外,本书配套出版了《电磁场与电磁波(第6版)教学指导书》,内容包括内容概要、知识总览和习题解答,供教学与学习参考。

本书可供普通高等学校电子信息类、自动化类等专业作为“电磁场与电磁波”课程的教材使用,也可供工程技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 场及其分析方法
        • 1.1 物理量与场
          • 1.1.1 标量和矢量
            • 1.1.2 标量场及其分析方法
              • 1.1.3 矢量场及其分析方法
                • 习题1.1
                • 1.2 标量场分析
                  • 1.2.1 方向导数
                    • 1.2.2 梯度
                      • 习题1.2
                      • 1.3 矢量场分析
                        • 1.3.1 矢量场的发散特性分析
                          • 1.3.2 矢量场的涡旋特性分析
                            • 1.3.3 矢量场的分类
                              • 习题1.3
                              • 小结
                                • 思考题
                                  • 本章习题
                                  • 第2章 电磁场的基本规律
                                    • 2.1 电荷守恒定律
                                      • 2.1.1 电荷及其分布
                                        • 2.1.2 电流及其分布
                                          • 2.1.3 电荷守恒定律与电流连续性方程
                                            • 习题2.1
                                            • 2.2 真空中静电场的因果规律
                                              • 2.2.1 静电荷产生的电场(库仑定律)
                                                • 2.2.2 静电场的发散特性
                                                  • 2.2.3 静电场的涡旋特性
                                                    • 习题2.2
                                                    • 2.3 真空中恒定磁场的因果规律
                                                      • 2.3.1 恒定电流产生的磁场(安培定律)
                                                        • 2.3.2 恒定磁场的发散特性
                                                          • 2.3.3 恒定磁场的涡旋特性
                                                            • 习题2.3
                                                            • 2.4 真空中时变电磁场的因果规律
                                                              • 2.4.1 时变磁场产生的电场(法拉第电磁感应定律)
                                                                • 2.4.2 时变电场产生的磁场(位移电流及全电流定理)
                                                                  • 习题2.4
                                                                  • 2.5 物质空间中媒质的电磁效应
                                                                    • 2.5.1 电介质的极化
                                                                      • 2.5.2 磁介质的磁化
                                                                        • 2.5.3 导电媒质的传导
                                                                          • 2.5.4 物质的分类
                                                                            • 习题2.5
                                                                            • 2.6 物质空间中的电磁场因果规律
                                                                              • 2.6.1 麦克斯韦方程组
                                                                                • 2.6.2 麦克斯韦方程组的独立性和限定性
                                                                                  • 习题2.6
                                                                                  • 2.7 分界面上电磁场的因果规律(边界条件)
                                                                                    • 2.7.1 边界条件的一般形式
                                                                                      • 2.7.2 典型问题的边界条件
                                                                                        • 习题2.7
                                                                                        • 2.8 电磁能量守恒定律
                                                                                          • 2.8.1 电磁能量守恒定律——坡印廷定理
                                                                                            • 2.8.2 电磁能量的类别
                                                                                              • 习题2.8
                                                                                              • 小结
                                                                                                • 思考题
                                                                                                  • 本章习题
                                                                                                  • 第3章 静态电磁场分析与求解
                                                                                                    • 3.1 静电场分析及应用
                                                                                                      • 3.1.1 静电场的基本方程和边界条件
                                                                                                        • 3.1.2 电位函数的分析与求解
                                                                                                          • 3.1.3 导体系统的电容
                                                                                                            • 3.1.4 静电场的能量与电容储能
                                                                                                              • 3.1.5 静电场中带电体的受力
                                                                                                                • 习题3.1
                                                                                                                • 3.2 恒定电场分析及应用
                                                                                                                  • 3.2.1 恒定电场的基本方程和边界条件
                                                                                                                    • 3.2.2 恒定电场与静电场的比拟分析
                                                                                                                      • 3.2.3 导体的电阻与电导
                                                                                                                        • 习题3.2
                                                                                                                        • 3.3 恒定磁场分析及应用
                                                                                                                          • 3.3.1 恒定磁场的基本方程和边界条件
                                                                                                                            • 3.3.2 矢量磁位和标量磁位的分析与求解
                                                                                                                              • 3.3.3 电感
                                                                                                                                • 3.3.4 恒定磁场的能量
                                                                                                                                  • 3.3.5 恒定磁场中载流体的受力
                                                                                                                                    • 习题3.3
                                                                                                                                    • 3.4 静态场的边值问题及解的唯一性定理
                                                                                                                                      • 3.4.1 边值问题的类型
                                                                                                                                        • 3.4.2 静电场的唯一性定理
                                                                                                                                          • 习题3.4
                                                                                                                                          • 3.5 镜像法求解高维问题
                                                                                                                                            • 3.5.1 接地导体平面的镜像
                                                                                                                                              • 3.5.2 导体球面的镜像
                                                                                                                                                • 3.5.3 导体圆柱面的镜像
                                                                                                                                                  • 3.5.4 介质平面的镜像
                                                                                                                                                    • 习题3.5
                                                                                                                                                    • 3.6 分离变量法求解高维问题
                                                                                                                                                      • 3.6.1 直角坐标系中的分离变量法
                                                                                                                                                        • 3.6.2 圆柱坐标系中的分离变量法
                                                                                                                                                          • 3.6.3 球坐标系中的分离变量法
                                                                                                                                                            • 习题3.6
                                                                                                                                                            • 小结
                                                                                                                                                              • 思考题
                                                                                                                                                                • 本章习题
                                                                                                                                                                • 第4章 准静态电磁场分析与求解
                                                                                                                                                                  • 4.1 低频电磁场分析
                                                                                                                                                                    • 习题4.1
                                                                                                                                                                    • 4.2 准静态电磁场分析
                                                                                                                                                                      • 4.2.1 准静态电场及其分析方法
                                                                                                                                                                        • 4.2.2 准静态磁场及其分析方法
                                                                                                                                                                          • 4.2.3 准静态电磁场的求解方法
                                                                                                                                                                            • 习题4.2
                                                                                                                                                                            • 4.3 电路定律的理论基础
                                                                                                                                                                              • 4.3.1 场理论与电路理论中物理量之间的关系
                                                                                                                                                                                • 4.3.2 基尔霍夫第一定律
                                                                                                                                                                                  • 4.3.3 基尔霍夫第二定律
                                                                                                                                                                                    • 习题4.3
                                                                                                                                                                                    • 小结
                                                                                                                                                                                      • 思考题
                                                                                                                                                                                        • 本章习题
                                                                                                                                                                                        • 第5章 电磁波分析基础
                                                                                                                                                                                          • 5.1 电磁波的分类
                                                                                                                                                                                            • 5.1.1 按波前形状分类
                                                                                                                                                                                              • 5.1.2 按电场的时变特性分类
                                                                                                                                                                                                • 5.1.3 按场矢量的横纵关系分类
                                                                                                                                                                                                  • 5.1.4 按波长和频率分类
                                                                                                                                                                                                    • 习题5.1
                                                                                                                                                                                                    • 5.2 电磁波的基本方程
                                                                                                                                                                                                      • 5.2.1 电场和磁场的波动方程
                                                                                                                                                                                                        • 5.2.2 动态位的波动方程
                                                                                                                                                                                                          • 习题5.2
                                                                                                                                                                                                          • 5.3 时变电磁场的唯一性定理
                                                                                                                                                                                                            • 习题5.3
                                                                                                                                                                                                            • 5.4 时谐电磁场分析基础
                                                                                                                                                                                                              • 5.4.1 时谐场的复数表示
                                                                                                                                                                                                                • 5.4.2 麦克斯韦方程的复数形式
                                                                                                                                                                                                                  • 5.4.3 媒质电磁参数的复数表示
                                                                                                                                                                                                                    • 5.4.4 时谐场的亥姆霍兹方程
                                                                                                                                                                                                                      • 5.4.5 时谐场的位函数
                                                                                                                                                                                                                        • 5.4.6 复坡印廷定理
                                                                                                                                                                                                                          • 习题5.4
                                                                                                                                                                                                                          • 小结
                                                                                                                                                                                                                            • 思考题
                                                                                                                                                                                                                              • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                              • 第6章 均匀平面电磁波的空间传播分析
                                                                                                                                                                                                                                • 6.1 理想介质中的均匀平面电磁波
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.1.1 场解表达
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.1.2 传播特性
                                                                                                                                                                                                                                      • 习题6.1
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.2 导电媒质中的均匀平面电磁波
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.2.1 场解表达
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.2.2 传播特性和参数
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.2.3 色散与群速
                                                                                                                                                                                                                                              • 习题6.2
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.3 平面电磁波的极化
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.3.1 极化的定义
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.3.2 极化的形式
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.3.3 传播方向任意时的平面波极化形式判别
                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.4 极化的分解与合成
                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题6.3
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.4 均匀平面电磁波向媒质平面的斜入射
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.4.1 向理想介质的斜入射
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.2 向导电媒质的斜入射
                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.3 向理想导体的斜入射
                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题6.4
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.5 均匀平面电磁波向媒质平面的垂直入射
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5.1 向理想介质的垂直入射
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5.2 向导电媒质的垂直入射
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.5.3 向理想导体的垂直入射
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题6.5
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.6 均匀平面电磁波向多层介质平面的垂直入射
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.6.1 各分区的场解表达
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.6.2 各分区波幅与广义反射系数的计算
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.6.3 典型工程应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题6.6
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第7章 电磁波在导波系统中的导行传输分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1 导行电磁波概论
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.1.1 导波场的分析方法与求解
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.1.2 导行电磁波的传播特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 习题7.1
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2 矩形波导
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.1 场解表达
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.2 传播特性参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2.3 模式分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.4 主模的传播特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题7.2
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3 圆柱形波导
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.1 场解表达
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.2 传播特性参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.3 模式分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.4 三种典型模式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题7.3
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4 同轴波导
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.1 同轴波导中的TEM波
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.2 同轴波导中的高次模
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题7.4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.5 谐振腔
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.5.1 矩形腔中的场解表达
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5.2 谐振特性参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 习题7.5
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.6 传输线
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.6.1 TEM波的传输线方程及其解答
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.6.2 传输线的特性参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6.3 传输线的工作参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.6.4 传输线的工作状态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题7.6
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第8章 电磁波辐射分析基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1 时谐电流的辐射场
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 习题8.1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2 电偶极子的辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2.1 电流元的电偶极子模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2.2 辐射场计算与分区
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.3 辐射特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题8.2
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.3 磁偶极子的辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3.1 对偶性原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.2 磁偶极子与小电流环的等效关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.3.3 磁偶极子的辐射场
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 习题8.3
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 本章习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附录1 数学基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 1.1 常用的正交坐标系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 1.2 矢量运算及常用运算关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 1.3 三种坐标系的梯度、散度、旋度和拉普拉斯运算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附录2 散度定理和斯托克斯定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 2.1 散度定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 2.2 斯托克斯定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 附录3 亥姆霍兹定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 附录4 部分材料的参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附录5 任意传播方向平面电磁波极化判别式的证明
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附录6 无界均匀媒质空间中点源激励亥姆霍兹方程的求解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 索引
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 参考文献