电磁场与电磁波
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spContent=新时代信息爆炸,看大小资讯如何光速传向世界,光波无形,看麦克斯韦如何将它精彩演绎。了解电磁特性,探索物理奥义,做一个互联网时代的“明白人!让我们一起走进《电磁场与电磁波》的课堂,探索奇妙的电磁波世界。
—— 课程团队
课程概述

电磁现象是大自然最重要的现象,也是最早被科学家关心和研究的物理现象。爱因斯坦说:"自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来,物理学的基础的最伟大变革,是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。"电磁场理论有着丰富的科学内涵和应用领域,其诞生也标志着一个暂新的时代:信息时代的到来。无线电报、广播、电视、雷达、卫星通信导航定位等高科技产品由此而生。我们不难发现,电磁波正在改变着我们的世界,改变着我们的生活。

授课目标

电磁场与电磁波”是电子与信息技术类专业的必修课程,是理工科专业课的桥梁。其教学目的掌握宏观电磁场与电磁波的基本属性、运动规律和基本分析方法;了解宏观电磁场与电磁波的主要应用领域及其工作原理;培养理性思维、举一反三、应用数学方法解决问题、知识综合应用能力和创新意识。


课程大纲

第一章  矢量分析和场论

1.1 正交曲线坐标系

1.2 梯度

1.3 散度

1.4 旋度

1.5 Helmholtz定理

第一章课后习题

第二章  宏观电磁场理论基础

2.1 电荷守恒定律

2.2  静电场的性质

2.3 静磁场性质

2.4  位移电流

2.5 真空中的Maxwell方程组

2.6 极化现象

2.7 磁化现象

2.8 介质中的Maxwell方程组

2.9 电磁场的边界条件

第二章课后习题

第三章  静态电磁场

3.1 静态电磁场的势函数

3.2 静态电场的基本问题

3.3 静电场的能量

3.4 静态磁场的基本问题

3.5 静磁场的能量

第三章课后习题

第四章  静态电磁场的求解

4.1 静态电磁场的唯一性定理

4.2 Laplace方程的分离变量法

4.3格林函数法

4.4镜像方法

第四章课后习题

第五章  时变电磁场

5.1时变电磁场的波动方程

5.2时变电磁场的势函数

5.3时变电磁场的能量

5.4唯一性定理和谐变电磁场

5.5均匀平面电磁波

5.6平面电磁波的极化

第五章课后习题

第六章  电磁波的辐射

6.1 辐射场及其计算公式

6.2 电偶极子天线(一)

6.3 电偶极子天线(二)

6.4 磁偶极子天线

6.5天线的基本参数

6.6 广义Maxwell方程组

第六章课后习题

第七章  电磁波的传播

7.1 行波、驻波与波阻抗(1)

7.2 行波、驻波与波阻抗(2)

7.3 平面电磁波的斜入射

7.4 导电介质中波的传播(1)

7.5导电介质中波的传播(2)

7.6 电磁波的速度与介质的色散

第七章课后习题

预备知识

高等数学等相关知识

证书要求

本课程的学习环节包含:观看讲课视频及其它课程资源、完成课后习题、参加期末考试。

课程学习成绩由两个部分构成:

(1)单元习题:在每一章学习结束后,将有一次单元习题,题型为问答题,所有单元习题分数占课程成绩的30%。

(2)课程考试:课程结束后,学生可以参加课程的最后考试,成绩占70%。

课程学习成绩高于85分的学员,可评为优秀学员。



参考资料

教材:武汉大学教学名师柯亨玉教授主编的《电磁场理论基础》