青岛理工大学 电磁场与电磁波
《电磁场与电磁波》课程教学大纲
《电磁场与电磁波》课程教学大纲一、课程基本信息课程编码：07S2117B中文名称：电磁场与电磁波英文名称：E1ectromagneticFie1dandE1ectromagneticWave课程类别：专业核心课总学时：48总学分：3适用专业：电子科学与技术专业先修课程：高等数学、大学物理、场论、数学物理方程二、课程性质及目标教学性质：电磁场与电磁波是电子科学与技术专业学生的一门专业核心课程。
通过本课程的学习，要求学生系统地理解电磁场与电磁波的基本概念、基本性质和基本规律，掌握求解电磁场问题的基本方法，为进一步学习其他课程特别是专业课打下基础。
课程目标：1.通过本课程知识的学习，使学生了解电磁场论的发展历程，掌握电磁场论的基本概念、基本性质和基本规律，掌握求解电磁场问题的基本方法，为后续专业课程奠定基础。
引导学生学习科技发展史，树立科技强国意识，感受中国在电子领域的先进成果，激励学生自觉融入到实现中华民族伟大复兴的中国梦进程中。
2.通过本课程知识的学习，使学生掌握电磁场论计算理论的基本方法，并能在具体电子科学与技术专业的具体问题中加以应用。
培养学生解决问题方法的多样性，提高学生数学分析的能力。
3.通过本课程知识的学习，使学生掌握电磁场论分析问题的基本方法，并能在复杂的实际情况中加以应用。
培养学生逻辑思维和创新能力，提高学生设计、开发系统的能力。
不同介质和边界条件对应的场方程形式不同，引导学生用发展的眼光看问题，终身学习，与时俱进，始终拥有先进的理念和较高的职业素养。
I.采用启发式、案例式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。
2.结合科研生产中的实际例子对课程进行讲解，通过课堂讲解，加强学生对基础知识及基本理论的理解。
3.教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性、形象性。
4.通过课内讨论与课外答疑、线下辅导与线上交流相结合的方式，调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。
陈周六12节-青岛理工大学黄岛校区-大学物理实验课绪论
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
3. 撰写实验报告
改错：
m 20.6322234 2.8767564 g
千万分位
21
3
个位
正确结果：
m 21 3g
重点：
N N N (单位)
实验测量工程上对最终测量数据表达形式的2个强制要求：
1.测量的最终表达式中，平均绝对误差只能保留1位有效数字；
2.近真值保留的最低1位必须与误差保留位取齐！
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！ 6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%； 规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分; 本学期每个同学要提交5份平时报告和1次考试实验报 告，不得缺报告，缺一次报告扣除平时成绩的50%。
直接测量结果最佳值－算术平均值
当测量次数n有பைடு நூலகம்时，
N
1 n → 真值 N （近真值） 0 N Ni N n i 1
N i N i N
（绝对误差）
第1次测量的误差 N1 N1 N
第2次测量的误差 N 2 N 2 N
第n次测量的误差 N n N n N
N
N1 N 2 .... N n n
电磁场与电磁波理论(第二版)(徐立勤,曹伟)第6章习题解答
(3) 当 f 10 GHz 时，
1.044 108 1 ，则铜看作良导体，衰减常数 和相位常数 分别为 15.132 f 15.132 105
2
波长：
相速： v p
4.152 104 f 41.52 m/s
根据均匀平面波的传播特性可以得到该圆极化波的磁场强度的复振幅矢量为
H
对应的瞬时值为
1 1 (ez E ) [ez (ex E0 ey jE0 )]e jkz j0 Zw Zw 1 (ey E0 ex jE0 )e jkz j0 Zw
H
瞬时坡印廷矢量为
1 [ey E0 cos(t kz 0 ) ex E0 sin(t kz 0 )] ZwE Z w H Fra bibliotekek
120π 120π j2 π 3 x 4 y ez 0.5 ex 0.6 ey 0.8 e j2 π3 x 4 y ex 0.4 ey 0.3 e 5 5
1 30π 15π Sav Re( E H * ) ex 0.3 ey 0.4 ek W/m2 2 5 5 E 120π ex 0.4cos t 2π 3x 4 y ey 0.3cos t 2π 3x 4 y 5
解：已知 0 相速： vp 及其波阻抗： （1） f 1 MHz ； （2） f 100 MHz ； （3） f 10 GHz 。
4.152 104 f 0.4152 m/s
1 6.6 105 m
波阻抗：Z w
2
波长：
2π
2023高考_青岛理工大学最好的专业及王牌专业
2023青岛理工大学最好的专业及王牌专业青岛理工大学最好的专业国家品牌专业土木工程(专业代码:081001)、给排水科学与工程(专业代码:081003)、建筑学(专业代码:082801)、机械设计制造及其自动化(专业代码:080202)。
省部重点专业工程力学(专业代码:080102)、机械工程(专业代码:080201)。
青岛理工大学重点学科建筑学是青岛大学的特色专业，培养具备建筑设计、城市设计、室内设计等方面的知识，能在设计部门从事设计工作，并具有多种职业适应能力的通用型、复合型高级工程技术人才，毕业生能从事城市与建筑领域内的规划、设计工作，亦能通过相关培训，从事监理、科研、教育、开发、咨询等方面的工作。
机械设计制造及其自动化机械学院是青岛理工大学的拳头专业，历届领导绝大部分出自机械学院，青岛理工大学的第一个博士点也是机械的。
是以机械为基储以微电子技术、信息技术为主导的宽口径专业，培养具有较宽厚基础理论和广博专业知识的机电一体化复合型高级机械工程技术人才，可在科研院所和企业从事机械产品设计与制造，机电控制，设备维修和管理工作土木工程1993年获硕士学位授予权，有结构工程研究所、岩土工程研究所等科研机构。
本领域涉及建筑与土木两个学科，侧重于工程应用，培养应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。
给水排水工程青岛大学的给水排水工程专业在同类型高校相关专业和本校的专业建设与改革起到示范带动作用，培养掌握给水排水工程学科的基本理论和基本知识，同时具备一定的计算机控制、设备基储工程结构和建筑方面的知识与技能的高级工程技术人才。
毕业生能从事给水排水工程的规划、设计、施工、运营和管理工作，具备初步的开发创新能力。
青岛理工大学王牌专业青岛理工大学优势专业由青岛理工大学历届学长学姐实名推荐：1、土木工程推荐指数: 4.8(748人推荐)2、建筑学推荐指数: 4.7(511人推荐)3、机械设计制造及其自动化推荐指数: 4.6(449人推荐)4、工程造价推荐指数: 4.6(366人推荐)5、给水排水工程推荐指数: 4.5(283人推荐)6、工程管理推荐指数: 4.7(149人推荐)7、电气工程及其自动化推荐指数: 4.7(108人推荐)8、建筑环境与设备工程推荐指数: 4.8(106人推荐)9、车辆工程推荐指数: 4.5(97人推荐)10、自动化推荐指数: 4.6(94人推荐)11、经济学推荐指数: 4.3(94人推荐)12、会计学推荐指数: 4.7(75人推荐)13、安全工程推荐指数: 4.7(74人推荐)14、艺术设计推荐指数: 4.3(73人推荐)15、城乡规划推荐指数: 4.6(71人推荐)16、环境工程推荐指数: 4.4(59人推荐)17、国际经济与贸易推荐指数: 4.2(59人推荐)18、建筑电气与智能化推荐指数: 4.7(57人推荐)19、计算机科学与技术推荐指数: 4.8(53人推荐)青岛理工大学优势专业推荐1土木工程专业专业介绍：一般的土木工作项目包括：道路、水务、渠务、防洪工程及交通等。
青岛理工大学 电磁场与电磁波
In a region without impressed source, J ' = 0. If the medium is a perfect dielectric, then, = 0 . In this case, the conduction current is zero, and = 0. The above equation becomes 2 E (r , t )
Here only the wave traveling along with the positive
direction of z-axis is considered
Ex ( z) Ex0e jkz
where Ex0 is the effective value of the electric field intensity at z = 0 . The instantaneous value
which are called homogeneous scalar Helmholtz equations. All of these equations have the same form, and the solutions are similar.
In a rectangular coordinate system, if the field depends on one variable only, the field cannot have a component along the axis of this variable. If the field is related to the variable z only, we can show E H 0
The time interval during which the time phase (t) is changed by 2 is called the period, and it is denoted as T. The number of periods in one second is called the frequency, and it is denoted as f. Since T
电磁场与电磁波理论(第二版)(徐立勤,曹伟)第3章习题解答
第3章习题解答3.1 对于下列各种电位分布，分别求其对应的电场强度和体电荷密度：(1)()2,,x y z Ax Bx C Φ=++； (2)(),,x y z Axyz Φ=；(3)()2,,sin z A B z Φρϕρϕρ=+； (4)()2,,sin cos r Ar Φθϕθϕ=。
解：已知空间的电位分布，由E Φ=-∇和20/Φρε∇=-可以分别计算出电场强度和体电荷密度。
(1) ()2x E e Ax B Φ=-∇=-+ 0202εερA -=Φ∇-= (2) ()x y z E A e yz e xz e xy Φ=-∇=-++ 020=Φ∇-=ερ (3) (2sin )cos z E e A Bz e A e B ρϕΦρϕρϕρ⎡⎤=-∇=-+++⎣⎦20004sin sin 3sin BzBz A A A ρεΦεϕϕεϕρρ⎛⎫⎛⎫=-∇=-+-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ (4) ()2sin cos cos cos sin r E e Ar e Ar e Ar θϕΦθϕθϕϕ=-∇=-+-200cos 2cos cos 6sin cos sin sin A A A θϕϕρεΦεθϕθθ⎛⎫=-∇=-+- ⎪⎝⎭3.5 如题3.5图所示上下不对称的鼓形封闭曲面，其上均匀分布着密度为0S ρ的面电荷。
试求球心处的电位。
解：上顶面在球心产生的电位为22001111100()()22S S d R d R d ρρΦεε=+-=- 下顶面在球心产生的电位为22002222200()()22S S d R d R d ρρΦεε=+-=- 侧面在球心产生的电位为030014π4πS S SSRRρρΦεε==⎰式中212124π2π()2π()2π()S R R R d R R d R d d =----=+。
因此球心总电位为1230S R ρΦΦΦΦε=++=3.6有02εε=和05εε=的两种介质分别分布在0z >和0z <的半无限大空间。
《电磁场》课程介绍与教学大纲
《电磁场》课程简介课程编号：06054001课程名称：中文/英文电磁场/ Electromagnetic Field学分：2.5学时：40 （实验：0 上机：0 课外实践：0）适用专业：电气工程及其自动化建议修读学期：第4学期开课单位：电气与信息工程学院电气工程系先修课程：高等数学、大学物理、复变函数与积分变换考核方式与成绩评定标准：闭卷考试百分制评定（期末考试卷面成绩占70%,平时成绩占30%）教材与主要参考书目：焦其祥，《电磁场与电磁波》，北京：科学出版社，2010年第2版。
内容概述：中文：本门课程属于电气工程及其自动化专业的专业基础课程，通过本门课程的学习，使学生在大学物理电磁学的基础上，进一步掌握电磁场基本概念；培养学生用场的观点对电气工程中的电磁现象和电磁过程进行定性分析与判断的初步能力；了解进行定量分析的基本途径，为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础；通过电磁场理论的逻辑推理，培养学生正确思维和严谨的科学态度。
英文：This course belongs to the professional basic course of Electrical Engineering and Its Automation. The students through studying this course can be to further understand the basic concept of electromagnetic field on the basis of in the College Physics of Electromagnetism. It will cultivate the students' ability with the preliminary view of electromagnetic field to use qualitative analysis and judgment of electromagnetic phenomena and electromagnetic process in electrical engineering. The knowledge of basic understanding methods of quantitative analysis can lay the foundation for further study and application of electromagnetic method in various complex calculations. During the logic analyzing process of electromagnetic theory, the students could be cultivated with correct thinking and rigorous scientific attitude.《电磁场》教学大纲课程编号：06054001课程名称：中文/英文电磁场/ Electromagnetic Field学分：2.5学时：40 （实验：上机：课外实践：）适用专业：电气工程及其自动化建议修读学期：第4学期开课单位：电气与信息工程学院电气工程系先修课程：高等数学、大学物理、复变函数与积分变换一、课程性质、目的与任务课程性质：本门课程属于电气工程及其自动化专业的专业基础课程，通过本门课程的学习，使学生在大学物理电磁学的基础上，进一步掌握电磁场基本概念；培养学生用场的观点对电气工程中的电磁现象和电磁过程进行定性分析与判断的初步能力；了解进行定量分析的基本途径，为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础；通过电磁场理论的逻辑推理，培养学生正确思维和严谨的科学态度。
“电磁场与电磁波”课程教学案例设计实例
第４２卷 第４期２０２０年８月电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥＶｏｌ．４２ Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０２０收稿日期：２０１９ ０６ ０４；修回日期：２０２０ ０４ ２０基金项目：青岛理工大学本科教学建设与改革项目（Ｆ２０１８ ０９４，Ｆ２０１８ ０５２ ５）第一作者：马钰雪（１９９８ ），女，本科生，主要从事通信技术、信号处理等基础理论的学习和研究工作，Ｅ ｍａｉｌ：７７０４００２１＠ｑｑ．ｃｏｍ“电磁场与电磁波”课程教学案例设计实例马钰雪，王绪虎，李恩玉，马晓雨（青岛理工大学信息与控制工程学院，山东青岛２６６５２０）摘要：案例教学法是一种启发学生思考，培养学生探究能力，激发学生求知欲和学习兴趣的有效方法。
本文以“电磁场与电磁波”课程中的同轴线性能分析为例，给出引导学生研究分析同轴线特性的方法。
在分析单位长电容、单位长电感、特性阻抗和传输功率性能参数基础上，启发学生结合实际应用需求，从耐压、传输功率和传播损失三个不同角度分析同轴线的特性，并通过数值模拟的方法，给出直观的结果。
教学实践表明，该方法教学效果良好。
关键词：案例法；同轴线；特性阻抗中图分类号：ＴＮ０１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ ０６８６（２０２０）０４ ００５６ ０４ＡＴｅａｃｈｉｎｇＣａｓｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＷａｖｅＣｏｕｒｓｅＭＡＹｕ ｘｕｅ，ＷＡＮＧＸｕ ｈｕ，ＬＩＥｎ ｙｕ，ＭＡＸｉａｏ ｙｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５２０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃａｓｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｉｎｓｐｉｒｅｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｔｈｉｎｋ，ｃｕｌｔｉｖａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｉｎｑｕｉｒｙａｂｉｌｉ ｔｙａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｔｈｉｒｓｔｆｏｒｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｌｅａｒｎｉｎｇ．ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｓｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＷａｖｅ，ｈｅｎｃｅａｗａｙｏｆｇｕｉｄｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｓ’ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｇｉｖｅｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｅｒ ｕｎｉｔ ｌｅｎｇｔｈｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ，ｐｅｒ ｕｎｉｔ ｌｅｎｇｔｈｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｍｐｅｄａｎｃｅａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒ，ｓｔｕｄｅｎｔｓａｒｅｇｕｉｄｅｄａｎｄｉｎｓｐｉｒｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｓ’ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｒｏｍｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒａｎｄｔｒａｎｓ ｍｉｓｓｉｏｎｌｏｓｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｇｉｖｅｎｂｙｍｅａｎｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｅａｃｈｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃａｓｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｈａｓａｇｏｏｄｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｅｔｅａｃｈｉｎｇ；ｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｍｐｅｄａｎｃｅ０ 引言同轴线是一种典型的双导体传输系统，它由内、外同轴的两导体柱构成，中间为支撑介质。
《电磁场与电磁波》课程在物联网时代的教学改革
290理论研究1 课程背景与现状 我们现在处于一个物联网的时代，也处在一个信息爆炸的时代，身边的各种电子产品都能接入互联网，包括笔记本、手机、智能手表、手环、液晶电视甚至空调、冰箱。
对于这些接入互联网的设备而言，不仅包括传统的宽带、光纤形式，也包括最新的无线接入形式，如WIFI，蓝牙等等。
因此这些设备都离不开其中的一个关键部件——天线，而天线又是通过电磁波传递信号数据，因此，学习《电磁场与电磁波》这门课程是了解当今物联网时代背景的基础。
传统的《电磁场与电磁波》课程主要注重基本的数学和物理概念，缺少对时代背景的联系，也缺少对实际工程项目的具体分析。
因此，在传统课程的基础上，我们应当做出进一步的全面改革，不仅从教师自身科学素养与工程经验的角度，也要从备课方式、课程内容的设置、课堂呈现方式以及作业布置的角度，去更新这门课程的教学方式。
使学生在新的专业体系下，能够掌握更丰富的专业知识和具备更高的专业知识素养，从而更好地面对新时代的发展要求。
2 教学改革内容 谈到教学改革，第一步应当是提高教师自身的科学素养及丰富自己的实际工程经验。
传统高等学校对教师的培养方式过多地强调科学论文的数量，忽视科学论文的质量。
另外，鼓励更多的是“两耳不闻窗外事、一心只读圣贤书”的科研态度。
在新的物联网及信息时代，我们虽然也需要这类关着门一心钻入学术研究的老师，同样也需要一批能够承担工程项目的老师，并且需要有敢担当能成事的魄力与能力。
因此在新的多元考核方式和多元培养模式的基础上，将大学教师自身培养成为具有深层次科学素养及深厚工程经验的学者，能为课堂精彩内容的呈现做一个很好的铺垫，也同时刺激学生感到学以致用，进而激发他们更加奋发向上，并愿意全身心投入到学习中。
教学改革的第二步就是备课的改革。
在第一步的基础上，教师积累了一定科学素养与工程经验后，备课的工作不仅可以做得更专注，也可以做得更全面。
通过对电磁场与电磁波、微波天线、电波传播等相关行业不同教科书的类比与研究，通过不同工程项目实施所积累的工程经验，可以全面梳理相关行业的各类科学与工程应用，在此基础之上可以分析比较通过何种方式呈现能帮助学生融会贯通课程知识，最终将最适宜学生接受的内容整理于课堂讲稿与展示的PPT中，为课程的讲授打下一个良好的基础。
山东省考研物理复习资料电磁场与电磁波深度解析
山东省考研物理复习资料电磁场与电磁波深度解析山东省考研物理复习资料：电磁场与电磁波深度解析导言电磁场与电磁波是物理学中的重要概念，也是山东省考研物理复习中必须掌握的内容。
本文将对电磁场与电磁波进行深度解析，帮助考生全面理解相关知识点。
一、电磁场的基本概念与性质电磁场是指由电荷产生的电场和由电流产生的磁场共同构成的物理场。
电磁场具有以下几个基本概念和性质。
1.1 电场和磁场的定义电场是描述电荷间相互作用的物理场，用于描述电荷在空间中所受的力及其分布。
磁场是描述电流元相互作用的物理场，用于描述电流元在空间中所受的力及其分布。
1.2 电场和磁场的叠加原理电场和磁场满足叠加原理，即在同一空间点，由多个电荷或多个电流元产生的电场或磁场等于各自单独产生的电场或磁场的叠加。
1.3 高斯定律和安培环路定理高斯定律描述了电场的分布与电荷分布之间的关系，可以用于求解电场分布。
安培环路定理描述了磁场的分布与电流分布之间的关系，可以用于求解磁场分布。
二、电磁波的基本原理与特性电磁波是电磁场的一种传播形式，具有波动性和粒子性。
2.1 电磁波的产生与传播电磁波的产生和传播需要有振荡电荷或电流。
当振荡电荷或电流达到一定频率时，产生的电磁波可以在真空或介质中传播。
2.2 电磁波的波长和频率电磁波的波长表示波动的空间周期，通常用λ表示，单位为米。
电磁波的频率表示单位时间内波动的周期数，通常用ν表示，单位为赫兹。
2.3 电磁波的传播速度电磁波在真空中的传播速度为光速，记作c，其数值约为3.0 × 10^8 m/s。
2.4 电磁波的能量和动量电磁波具有能量和动量，能够对物质产生照射、吸收和散射等作用。
三、电磁场与电磁波的数学描述为了更好地描述电磁场和电磁波的性质，我们需要使用数学工具。
以下是电磁场和电磁波的一些数学描述。
3.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场和电磁波的基本方程，包括电场和磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和法拉第定律。
电磁场与电磁波创新实践教学探索与研究
电磁场与电磁波创新实践教学探索与研究作者：廉继红陈锦妮薛谦来源：《高教学刊》2019年第07期摘; 要：文章针对电磁场与电磁波课程教学中面临的理论性强的问题，依照现代高等教育要求，对课程体系进行创新实践教学建设，开发软件仿真和综合设计性实验平台。
采用Matlab 软件仿真和硬件电路设计相结合的实验教学方式，激发学生的创新实验能力，提高课程教学质量。
关键词：电磁场与电磁波;实验教学;创新实验;软件仿真中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）07-0028-04Abstract： In view of the strong theoretical problem in the course teaching of electromagnetic field and electromagnetic wave， according to the requirements of modern higher education， this paper proposes to construct innovative practice teaching of the curriculum system， develop simulation and hardware design comprehensive experimental platform. The experiment teaching method combining software simulation and hardware design is adopted to stimulate the students' innovative experimental ability and therefore to improve the quality of course teaching.Keywords： electromagnetic fields and electromagnetic waves; experimental education; innovative experiment; software simulation一、概述《電磁场与电磁波》课程是通信、电子信息和信息科学与技术相关专业必修的一门重要专业基础课，该课程的理论性强、数学模型抽象，存在一定教学困难。
基于独立学院“电磁场与电磁波”教学改革探索的几点思考
基于独立学院“电磁场与电磁波”教学改革探索的几点思考林三元
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)014
【摘要】“电磁场与电磁波”课程是通信、电信专业本科生的必修课.本文针对“电磁场与电磁波”课程和独立学院学生自身的特点,指出了“电磁场与电磁波”传统的教学方法所存在的一些问题,提出了一整套改革的措施,使得该课程的教学能更好的适应独立学院学生.
【总页数】1页(P118)
【作者】林三元
【作者单位】长江大学工程技术学院信息系
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于独立学院“信号与系统”教学改革探索的几点思考 [J], 林三元
2.电磁场与电磁波课程教学改革探索 [J], 陈学锋;郑崴
3.电磁场与电磁波课程教学改革探索 [J], 田秀荣;桂志国
4.独立学院零起点外语专业的基础课程教学改革探索——基于独立学院日语专业师生的问卷调查 [J], 邵春子
5.“电磁场与电磁波”课程教学改革探索 [J], 李丹美;仇润鹤;叶建芳
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《电磁场与电磁波》教学大纲
《电磁场与电磁波》教学大纲《微弱信号检测技术》教学大纲课程类别：专业任选课课程代码：XZ8269 总学时：48学时学分：3 适用专业：电子信息科学与技术先修课程：高等数学、模拟电子技术、信号与系统分析、高频电子线路、电子测量与仪器一、课程的地位、性质和任务本课程是电子信息科学与技术专业的专业限选课，其涵盖的内容是电子信息科学与技术专业本科学生所应具备的知识结构的重要组成部分。
其任务是：通过本课程的学习，使学生掌握有关噪声的概念及低噪声设计方面的基本知识和基本方法，并具有初步的电磁兼容方面的知识与基本的技能，为毕业后从电子系统的设计打下基础。
本课程的主要内容包括：噪声与低噪声测试系统的设计、屏蔽与接地技术、锁定放大器的工作原理、取样与取样积分原理、相关检测等。
二、课程教学的基本要求要求学生掌握微弱信号的概念、噪声信号的数学分析方法、电子系统噪声的来源、锁定放大器的工作原理、屏蔽与接地技术，了解电磁兼容的概念及相关技术、取样与取样积分原理，一般了解相关检测。
三、理论教学内容与学时分配1．矢量分析和场论初步（8学时）标量和矢量；矢量运算；坐标系；标量场和矢量场；长度、面和体微分元；线、面和体积分；标量场的梯度；矢量场的散度和旋度，拉普拉斯算子。
2．静电场（4学时）库仑定律；电场强度；电通量和高斯定律；电位；电偶极子；电场中的物质；电场中的储能；边界条件；泊松方程和拉普拉斯方程。
3．恒定电流（2学时）电流和电流密度；电流连续性方程；驰豫时间；焦耳定律。
4．静磁场（4学时）毕奥－萨伐尔定律；安培力定律；磁场的磁通量和高斯定律；磁场强度和安培环路定律；磁性材料；磁场的边界条件；磁场中的能量。
5．时变电磁场（8学时）法拉第感应定律；自感与互感；麦克斯韦方程组与边界条件；坡印廷定理；时谐场。
6．平面波的传播（14学时）一般波动方程；自由空间中和介质中的平面波；导电媒质中的平面波；表面阻抗；波的极化；平面边界上均匀平面波的垂直入射和斜入射。
电磁场与电磁波实验教学的探索与实践
电磁场与电磁波实验教学的探索与实践
刘万强;孙贤明;王海华
【期刊名称】《大学物理》
【年(卷),期】2012(031)012
【摘要】针对“电磁场与电磁波”课程理论性强、概念抽象的特点,对该课程的实践环节进行了研究,设计了验证型和综合型等实验.其核心实验设计思想是用微功率白炽灯和高频检波电流表作为微波频段电磁波接收指示器,替代传统中价格昂贵的微波接收设备,并通过生动形象的实践环节的具体实施,达到了实验辅助与深化课堂教学的效果,激发了学生对理论知识的学习兴趣.
【总页数】4页(P27-29,41)
【作者】刘万强;孙贤明;王海华
【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049
【正文语种】中文
【中图分类】O441.4
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q 的位置和量值应该如何?
为了保证球面边界是一个等位面，镜像电荷 q 必须位于球心。
为了满足电荷守恒定律，
第二个镜像电荷q 必须为
q" q' q
q q
以保证导体球表面上总电荷 量为零值。
导体球的电位?
q q 4 π a 4 π f
（3）A line charge and a charged conducting cylinder （线电荷与带电的导体圆柱）
q
介质
导体
r
介质 介质
*
根据电荷守恒定律，镜像点电荷的电荷量应该等
于导体表面上感应电荷的总电荷量。
*
上述等效性仅对于导体平面的上半空间成立，因
为在上半空间中，源及边界条件未变。
对于半无限大导体平面形成的劈形边界也可应用 镜像法。但是为了保证这种劈形边界的电位为零，必
须引入几个镜像电荷。
P a O d – l r
在圆柱轴线与线电
l
f
荷之间，离轴线的距离 d 处，平行放置一根镜
像线电荷 l 。 l 已知无限长线电荷产生的电场强度为E er ， 2π r
因此，离线电荷 r 处，以 r0 为参考点的电位为
r r0
l r0 Edr ln 2π r
3. 镜像法
实质: 以一个或几个等效电荷代替边界的影响， 将原来具有边界的非均匀空间变成无限大的均匀自 由空间，从而使计算过程大为简化。 这些等效电荷通常处于原电荷的镜像位置，因 此称为镜像电荷，而这种方法称为镜像法。
3. 镜像法
依据：惟一性定理。等效电荷的引入不能改变 原来的边界条件。 关键：确定镜像电荷的大小及其位置。 局限性：仅仅对于某些特殊的边界以及特殊的 电荷分布才有可能确定其镜像电荷。
Basis： The principle of uniqueness. Therefore, these charges should not change the original boundary conditions. These equivalent charges are at the image positions of the original charges, and are called image charges, and this method is called the method of images.
第三章 静电场的边值问题
主 要 内 容
电位微分方程、镜像法、分离变量法。
1. 电位微分方程 2. 镜像法 3. 直角坐标系中的分离变量法 4. 圆柱坐标系中的分离变量法
5. 球坐标系中的分离变量法
1. Differential Equations for Electric Potential
The relationship between the electric potential and the electric field intensity E is
In a source-free region, and the above equad Laplace’s equation.
1. 电位微分方程
已知电位 与电场强度 E 的关系为
E
对上式两边取散度，得
E 2
代入上述边界条件，求得镜像电荷如下：
q
1 2 q 1 2
q
2 2 q 1 2
为了利用给定的边界条件，选择适当的坐标系是非 常重要的。 对于上述一维微分方程，可以采用直接积分方法。 为了求解三维拉普拉斯方程，一种有效的方法就是
分离变量法。
分离变量法是将原先的三维偏微分方程通过变量分
位由 q 及 q' 共同产生，即
q q 4 π r 4 π r
q q
无限大导体平面的电位为零（为什么？） 导体是等位体，分布在有限区域的电荷在无限远处产生的电位为0；
其产生的电场线与等位面的分布特性与电偶极子的 上半部分完全相同。
z
电场线
等位线
P r r
P q h h q
对于线性各向同性的均匀介质，电场强度E 的散度为
E
那么，电位满足的微分方程式为 2
泊松方程
1. 电位微分方程
2
对于无源区， 0 ，上式变为
2 0
拉普拉斯方程
Uniqueness of solution of differential equations for electric potential (静电场唯一性定理) For electrostatic fields with conductors as boundaries, the field may be given uniquely when the electric potential , its normal derivative, or the charges is given on the conducting boundaries. That is the uniqueness theorem for solutions to problems on electrostatic fields. 因此，对于导体边界，当边界上的电位，或电位 的法向导数给定时，或导体表面电荷给定时，空间的 静电场即被惟一地确定。这个结论称为静电场惟一性
（1）A point electric charge and an infinite conducting plane （点电荷与无限大的导体平面)
P r q r q h h q P
介质
导体
r
介质 介质
以一个镜像点电荷q'代替边界的影响，使整个空间
变成均匀的介电常数为 的空间，则空间任一点 P 的电
离简化为三个独立的常微分方程，从而简化求解过程。 （了解） 分离变量法对于11种坐标系都是行之有效的。
作业
Problems: 3-6;
定理。
小结
对于线性各向同性的均匀介质，有源区中的电位 2 满足泊松方程方程 在无源区，电位满足拉普拉斯方程
2 0
静电场的边值问题 —— 根据给定的边界条件求 解静电场的电位分布。 利用格林函数，可以求解泊松方程（了解）。 利用分离变量法可以求解拉普拉斯方程。 （了解） 求解静电场边值问题的另一种简单方法是镜像法。
P
a r q f r
若 △OPq ~ △ OqP ，则
q
O d
r a 常数 r f
求得镜像电荷为
q a q f
镜像电荷离球心的距离d 应为
a2 d f
若导体球不接地，则其电 位不为零。
0
q
由q 及 q 在球面边界上 形成的电位为零，因此必须再 引入一个镜像电荷q 以产生一 定的电位。
a
O d
– l f
r
l
已知导体圆柱是一个等位体， 必须要求比值
r 常数 r
与前同理，可令
r a d r f a
a2 d f
（4）A point charge and an infinite dielectric plane. （点电荷与无限大的介质平面）
q q et en
En
若令镜像线电荷
l
产生的电位也取相同的 r0 作为
参考点，则 l 及 l 在圆柱面上P点共同产生的电位为
l r l r0 l r0 ln P ln ln 2π r 2π r 2π r
P
例如，夹角为 π 的导电劈需引入 5 个镜像电荷。
3
/3
q
/3
q
仅当这种导体劈的夹角等于 的整数分之一时，
才可求出其镜像电荷。
为什么？
位于无限大的导体平面附近的线电荷，根据叠
加原理得知，同样可以应用镜像法求解。
l
l
–l
（2）A point charge and a conducting sphere （点电荷与导体球) 若导体球接地，导体球 的电位为零。令镜像点电荷
必须迫使所求得的场符合边界条件，即电场切 向分量和电通密度的法向分量应该保持连续，即
E1t E1t E2t
D1n D1n D2n
已知各个点电荷产生的电场强度分别为
q E1 e 2 r 4π1r q E1 e 2 r 4π1 (r ) q E2 e 2 r 4π 2 (r )
P
a r O q d
r q f
q 位于球心与点电荷 q 的连
线上，那么球面上任一点电 位为
q q 4 π r 4 π r
为了保证球面上任一点电位为零，必须选择镜 像电荷为
q r q r
为了使镜像电荷具有一个确定的值，必须要求 比值
r r
对于球面上任一点均具有同一数值。
r0
E'
E t Et
q"
1 2
=
1 1
q'
r0
En
+
2 2
r0
E t
E"
E
E n
对于上半空间，可用镜像电荷 q' 等效边界上束缚电 荷的作用，将整个空间变为介电常数为1的均匀空间。
对于下半空间，可用位于原点电荷处的 q" 等效原来 的点电荷q与边界上束缚电荷的共同作用，将整个空间变 为介电常数为2 的均匀空间。
E
Taking the divergence operation for both sides of