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SPOC学校专有课程
电磁场与电磁波
第1次开课
开课时间: 2019年02月18日 ~ 2019年02月21日
学时安排: 2-3小时每周
当前开课已结束 已有 313 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
spContent=现代生活中,电磁场与电磁波的应用无处不在。《电磁场和电磁波》通过数学语言揭示场和波的物理存在,开启您进入现代科学的大门。欢迎大家进入厦门大学电磁场与电磁波学习课堂,感受神奇的电磁魅力!
现代生活中,电磁场与电磁波的应用无处不在。《电磁场和电磁波》通过数学语言揭示场和波的物理存在,开启您进入现代科学的大门。欢迎大家进入厦门大学电磁场与电磁波学习课堂,感受神奇的电磁魅力!
—— 课程团队
课程概述

《电磁场与电磁波》是电子信息类、电气信息类学生不可或缺的一门基础课程,它在普通物理的基础上系统地学习电磁场与电磁波的基本理论及其应用,为《微波技术基础与实验》、《天线与电波传播》、《光电子技术及其应用》、《射频电路设计》等系列后续课程的学习和相关学科的科研打下坚实的基础。本课程注重分析问题和解决问题的方法及手段的训练。通过本课程的学习,使学生掌握场和波两个方面的基本概念和理论,其最终目标是培养基础理论扎实适应面广,能从事设计发明工作的高级工程技术人才,以及适应现代化建设需求的科研人员。

授课目标

通过本课程的学习,使学生全面理解和掌握电磁场和电磁波的理论体系,掌握电磁场的基本规律,掌握静态场和时变场的基本方程及边界条件,掌握电磁波的传播特性为今后深入学习及应用打下良好的基础。

成绩 要求

《电磁场与电磁波》课程成绩满分100分,各教学环节成绩分布如下:

  单元测验占总成绩的 30%

 单元作业占总成绩的 20%

 在线自学和课程讨论占总成绩的 20%

 期末考试占总成绩的 30%


课程大纲
矢量分析
课时目标:掌握矢量的坐标系表示,场量的三个度及其运算。
1.1 矢量代数
1.2 三种常用的正交曲线坐标系
1.3 标量场的梯度
1.4 矢量场的通量与散度
1.5 矢量场的环流和旋度
1.6 无旋场与无散场
1.7 拉普拉斯运算、格林定理与亥姆霍兹定理
矢量分析题解
电磁场的基本规律
课时目标:理解源与场概念,本构关系,掌握源与场关系的麦克斯韦方程组及其边界条件。
2.1 电荷守恒定律
2.2 真空中静电场基本规律
2.3 真空中恒定磁场的基本规律
静电场和恒定磁场题解
2.4 媒质的电磁特性
2.5.1 电磁感应定律
2.5.2 位移电流
电磁感应定律和位移电流题解
2.6 麦克斯韦方程组
2.7 电磁场的边界条件
麦克斯韦方程组和边界条件题解
静态场及其边值问题的解
课时目标:三种静态场:静电场、恒定电场和恒定磁场;静态场的两种解法:镜像法和分离变量法。
3.1 静电场分析
静电场分析题解
3.2 导电媒质中的恒定电场分析
导电媒质中的恒定电场分析题解
3.3 恒定磁场分析
恒定磁场分析题解
3.4 静态场的边值问题及解的惟一性定理
3.5 镜像法
镜像法题解
3.6 分离变量法
时变电磁场
课时目标:时变场的瞬时表示和时谐场的复数表示,坡印廷矢量。
4.1 波动方程
4.2 电磁能量守恒定律
4.3 时谐电磁场
时变电磁场题解
均匀平面波在无界媒质中的传播
课时目标:理想介质中的电磁波,导电媒质中的电磁波,极化和色散概念。
5.1 理想介质中的均匀平面波
理想介质中的均匀平面波题解
5.2 电磁波的极化
5.3 导电媒质中的均匀平面波
导电媒质中的均匀平面波题解
5.4 色散与群速
5.5 均匀平面波在各向异性媒质中的传播*
均匀平面波的反射和透射
课时目标:垂直入射电磁波在分界面的反射和透射:反射系数和透射系数,四分之一波长匹配层,二分之一波长的介质窗;对理想介质和理想导体的斜入射:全反射。
6.1 均匀平面波对分界平面的垂直入射
6.2 均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射
均匀平面波对分界平面的垂直入射题解
6.3 均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射
均匀平面波对理想介质分界平面斜入射题解
6.4 均匀平面波对理想导体平面的斜入射
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预备知识

高等数学大学物理、数理方程与特殊函数、电路分析

参考资料

1】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),高等教育出版社,2006年。

2杨儒贵,《电磁场与电磁波》(第1版),高等教育出版社,2003年。

【3】谢处方、饶克谨,电磁场与电磁波(第 3 版),高等教育出版社,1999年。



常见问题

1、电磁场理论中的哪些是“源”,哪些是“场”?

2、电磁场理论中“场”与“源”有什么关系?

厦门大学
5 位授课老师
李伟文

李伟文

副教授

李森森

李森森

副教授

宋争勇

宋争勇

副教授

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