《电磁场与电磁波》课程是电子信息与电气工程类等专业本科生必修的专业基础课,属于理论与实践紧密结合的课程。其目的和任务是使学生理解和掌握电磁场与电磁波的基本理论,为今后深入学习及应用打下良好的基础。
北京交通大学电磁场与电磁波MOOC课程,由国家级电工电子教学团队电磁场与电磁波课程组全体教师精心打造,由北京交通大学“课堂教学教风标兵”邵小桃老师主讲。课程主要讲述矢量分析、静态场、时变场三个方面的内容,共7章24讲。教学环节主要包括视频讲授、单元测验、单元作业、随堂测验、讨论、答疑、阶段测验及期末考试。授课视频中添加了许多形象生动的动画、Matlab仿真,图文并茂,直观有趣。课程还安排了包括静电场、磁悬浮、电磁感应和平面电磁波的部分演示实验,通过观察实验结果,分析实验现象,进一步加深对电磁场理论的理解和掌握。另外,为了方便大家学习,全部视频都配有字幕,可供选择。
1、通过本课程的学习,能将电磁场中的电场、磁场的相关知识用于电子系统中电场、电位、磁场和电磁波的表述中;能将电磁波在介质和波导装置中传播时电场和磁场的特性用于高频电路电磁辐射、无线信号传输的表述中。
2、能将电介质极化、磁介质磁化用于电子器件在场作用下产生极化电荷和磁化电流对器件性能影响的分析中。
3、能正确描述电磁感应、电磁波的极化方式在实际工程问题中的应用及原理;能理解静电场和恒定电场的间的异同及工程应用。
4、能掌握电场波在介质中传播时的透射、反射和衰减的特性,用于在电子器件电磁特性的分析中。
5、了解在导播高频信号时,分析传输线等效成电感、电容、电阻器件,对于集成电路芯片和高频器件性能的影响。
《电磁场与电磁波》SPOC课程成绩满分100分,各教学环节成绩分布如下:
报告占总成绩的 5%;
单元作业占总成绩的 10%;
阶段测验占总成绩的 10%;
期末考试占总成绩的 75%。
《高等数学》课程相关知识点,如矢量分析、场论、线积分、面积分、体积分等内容;
《大学物理》课程中相关知识点,如电学和磁学部分的内容;
《电路分析》课程中相关知识点,如基尔霍夫定律、电阻、电容、电感的定义及计算等内容。
教材: 邹澎,周晓萍编.电磁场与电磁波(第二版).北京:清华大学出版社,2016.(教材)
参考:
[1] 邵小桃等编著.电磁场与电磁波(M+Book).北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2018.
[2] 邵小桃等编著.电磁场与电磁波.北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2014.
[3] 李一玫.电磁场与电磁波,课后答案(第1 版).北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2014.
[4] 谢处方 饶克谨 杨显清 王园 赵家升 修订.电磁场与电磁波(第 4 版).北京:高等教育出版社,2006.
[5] 杨儒贵.电磁场与电磁波(第 1 版).北京:高等教育出版社,2003.
[6] 谢处方 饶克谨.电磁场与电磁波(第 3 版).北京:高等教育出版社,1999.
[7] 王家礼 朱满座 路宏敏.电磁场与电磁波(第 1 版).西安:西安电子科技大学出版社,2000.
[8] 邵小桃等译.应用电磁学基础(Fawwaz T.Ulaby..,Fundamentals Of Applied Electromagnetics,Sixth
Edition.PEARSON).北京:清华大学出版社,2016.
[9] 邵小桃等译.电磁场基础(Nannapaneni Narayana Rao.Fundamentals Of Electromagnetics for
Electrical and Computer Engineering.PEARSON).北京:电子工业出版社, 2010, 2017.
[10] JIN AU KONG. Electromagnetic Wave Theory(影印版)北京:高等教育出版社,2002.
Q1: 《电磁场与电磁波》MOOC课程学习成绩由哪几部分组成?
A1: 本《电磁场与电磁波》MOOC课程学习成绩组成为:
单元测验20分+单元作业10分+阶段测验35分+期末考试35分。
随堂测验不计成绩,讨论题根据参与活跃度,可得到1-3分额外加分。
Q2.北京交通大学《电磁场与电磁波》课程教学、考核过程与本MOOC平台的教学、考核过程一样吗?
A2:课程教学一样,但考核过程不完全一样。北京交通大学在校生《电磁场与电磁波》课程的学习成绩由平时作业、专题研讨、实验、期中考试和期末考试5部分组成,本MOOC平台的教学考核内容主要是理论教学,但视频中展示的演示实验和在校生都是一样的。
Q3.《电磁场与电磁波》长久以来被认为最难的课程之一,如何才能有效学习?
A3:主讲邵小桃老师在课堂上的口头禅“Follow me!”,“Don't worry, be happy!”在学生中广为流传。正如课程绪论中所讲,“我们要迎难而上,要认真学习,要以“3P”的精神去学习”。
要掌握基本概念及其物理意义,要做到融会贯通,举一反三。看视频听课,要抓主线,抓重点、抓难点,掌握分析思路、掌握分析方法。在第一部分矢量分析学习中,重点掌握三度的物理意义和计算公式,在进行线、面、体的积分中,关键要理解和掌握线元矢量的意义;在第二部分静态场的学习中,老师反复强调源场的互求,那么,对于静电场、恒定电场、恒电磁场,必须要搞清楚产生它们场的源都是什么;在第三部分时变场的学习中,首先搞清楚时变场和静态场的不同点,时变场的重点是场场的互求,也就是时变电场和时变磁场的互求,重点掌握Maxwell方程组及其物理意义,用旋度的概念理解和记忆公式。
最后相信大家,如果能够“Follow me!”,结果必将是“Don't worry, be happy!”
Q4: 本课程的教学视频和电子教案文档每周什么时间更新?
A4:教学视频和电子教案文档在每周周一、周三的上午10点更新。互评时间为一周,公布成绩在互评后一周。教学日历详见功能栏中的教学日历。