通过本课程的学习,学生能够正确认识和理解电磁场与电磁波的基本原理、基本规律、电磁场与物质的相互作用及基本应用;以电磁现象、电磁作用机理、电磁理论应用、电磁技术发展等为土壤开展课程思政建设,塑造正确的人生观、世界观和价值观;能够建立用“场”和“波”的观点来分析电磁问题的基本思想,掌握相应的理论、方法和工具,能够分析和解决典型电磁问题;培养形成观察、分析电磁现象并针对具体问题合理选择方法、建模求解的能力。课程注重理论联系实际,学生通过本课程所习得的专业知识和方法,不仅有助于形成对各种电磁现象的正确认识,也将广泛应用于现代科技与生活的各方各面,为后续相关专业课程的学习打下必要的基础。
课程教学目标具体如下:
课程目标1:掌握电磁场与电磁波分析所用到的数学工具,即矢量分析理论,理解三度(梯度、散度和旋度)三定理(高斯定理、斯托克斯定理,亥姆霍兹定理)的概念及其基本性质;掌握边界条件、能量、电磁力、相位、平面波、行波与驻波、电路参数(表面阻抗、表面电阻)、边值问题、趋附效应、波导工作参数、反射与折射、电磁辐射等概念及相应的计算方法;理解并掌握电磁场和电磁波的基本概念、基本方程、基本性质、场分布特点以及电磁波传播规律,掌握电磁波反射、折射的基本原理,理解导行波及导波系统的概念,掌握矩形波导中导行电磁波的分布规律和传播特性;理解天线及电磁辐射的物理过程,掌握电偶极子电磁场的激发与辐射、场区的划分及相关特性。培养工程思维和电磁建模思维。
课程目标2:掌握归纳表述、分析求解静态电磁场边值问题的基本方法(分离变量法、镜象法)和技巧,理解其相应的数理原理及应用;掌握利用麦克斯韦方程分析电磁波传播、反射与折射等问题的原理及方法;理解对矩形波导中导行电磁波的抽象建模和分析求解,掌握相关微分方程、场量参数、传播现象的分析计算方法;理解电磁辐射的基本建模分析方法,掌握电偶极子激发电磁场的区域划分、场量参数、现象规律等的分析和计算。针对电磁场的各种实验定律、电磁波在各种情况下的传播现象和物质的相互作用等,理解其内在的电磁场与电磁波的相关原理,科学解释其中呈现出来的特性规律,掌握其分析应用的基本方法。培养针对复杂工程问题建立电磁模型及其分析和应用的能力。
课程目标3:结合电磁场分布、电磁波传播、电磁场与物质的相互作用、边值问题分析、电磁辐射激发等典型问题,理解与电磁环境相关的概念和技术方法,掌握利用电磁场与电磁波的相关原理,分析计算环境影响问题的基本方法,理解电磁理论与技术应用的局限性。