电磁场电磁波复习重点

电磁场电磁波复习重点

第一章矢量分析

1、矢量的基本运算

标量：一个只用大小描述的物理量。

矢量：一个既有大小又有方向特性的物理量，常用黑体字母或带箭头的字母表示。

2、叉乘点乘的物理意义会计算

3、通量源旋量源的特点

通量源：正负无

旋度源：是矢量，产生的矢量场具有涡旋性质，穿过一曲面的旋度源等于（或正比于）沿此曲面边界的闭合回路的环量，在给定点上，这种源的（面）密度等于（或正比于）矢量场在该点的旋度。

4、通量、环流的定义及其与场的关系

通量：在矢量场F中，任取一面积元矢量dS,矢量F与面元矢量dS的标量积F.dS定义为矢量F穿过面元矢量dS的通量。

如果曲面S 是闭合的，则规定曲面的法向矢量由闭合曲面内指向外；

环流：矢量场F沿场中的一条闭合路径C的曲线积分称为矢量场F沿闭合路径C的环流。

如果矢量场的任意闭合回路的环流恒为零，称该矢量场为无旋场，又称为保守场。如果矢量场对于任何闭合曲线的环流不为零，称该矢量场为有旋矢量场，能够激发有旋矢量场的源称为旋涡源。电流是磁场的旋涡源。

5、高斯定理、stokes定理静电静场

高斯定理：

从散度的定义出发，可以得到矢量场在空

间任意闭合曲面的通量等于该闭合曲面所包含体积中矢量场的散度的体积分，即散度定理是闭合曲面积分与体积分之间的一个变换关系，在电磁理论中有着广泛的应用。

Stokes定理：

从旋度的定义出发，可以得到矢量场沿任意闭合曲线的环流等于矢量场的旋度在

该闭合曲线所围的曲面的通量，即斯托克斯定理是闭合曲线积分与曲面积分之间的一个变换关系式，也在电磁理论中有广泛的应用。

6、亥姆霍兹定理

若矢量场在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，源分布在有限区域中，

则当矢量场的散度及旋度给定后，该矢量场可表示为

亥姆霍兹定理表明：在无界空间区域，矢量场可由其散度及旋度确定。第二章电磁场的基本规律

1、库伦定律（大小、方向）

说明：1）大小与两电荷的电荷量成正比，与两电荷距离的平方成反比；

2）方向沿q1 和q2 连线方向，同性电荷相排斥，异性电荷相吸引；

3）满足牛顿第三定律。

2、安培定律（电流环、大小、方向）

说明：恒定磁场是有旋场，是非保守场、电流是磁场的旋涡源。

3、媒质

媒质对电磁场的响应可分为三种情况：极化、磁化和传导。

描述媒质电磁特性的参数为：介电常数、磁导率和电导率。

4、导电媒质（传导电流）

存在可以自由移动带电粒子的介质称为导电媒质。在外场作用下，导电媒质中将形成定向移动电流。

对于线性和各向同性导电媒质，媒质内任一点的电流密度矢量J 和电场强度E 成正比，表示为称为媒质的电导率，单位是S/m（西/米）。

5、法拉第电磁感应（大小、方向）

揭示时变磁场产生电场。

6、位移电流

揭示时变电场产生磁场。

在绝缘介质中，无传导电流，但有位移电流。在理想导体中，无位

移电流，但有传导电流。在一般介质中，既有传导电流，又有位移电流。

7、2.6节重点麦克斯韦方程（给老子背下）（边界条件）P79全页

第三章静电场

1、边界条件

2、电位函数

3、静电场的能量公式

4、库伦规范（失位标位）

即恒定磁场可以用一个矢量函数的旋度来表示。

磁矢位的任意性是因为只规定了它的旋度，没有规定其散度造

成的。为了得到确定的A，可以对A的散度加以限制，在恒定磁

场中通常规定并称为库仑规范。

即在无传导电流（J＝0）的空间中，可以引入一个标量位函数来描述磁场。

第四章时变电磁场

1、波动方程形式

波动方程——二阶矢量微分方程，揭示电磁场的波动性

2、S=E*H 大小

方向物理意义

坡印廷矢量（电磁能

流密度矢量）：描述时

变电磁场中电磁能量

传输的一个重要物理

量。

物理意义：某一点的能流密度矢量；

3、4.5节时谐电场——》瞬时值——>复数形式

时谐电场：如果场源以一定的角频率随时间呈时谐（正弦或余弦）变化，则所产生电磁场也以同样的角频率随时间呈时谐变化。这种以一定角频率作时谐变化的电磁场，称为时谐电磁场或正弦电磁场。

瞬时值：

复数形式：其实是利用了欧拉公式，取实部；

4、复电容率复磁导率

对于存在电极化损耗的电介质，有称为复介电常数或复电容率。其虚部为大于零的数，表示电介质的电极化损耗。在高频情况下，实部和虚部都是频率的函数。

对于磁性介质，复磁导率数为其虚部为大于零的数，表示磁介质的磁化损耗。说明：实际的介质都存在损耗：

导电媒质——当电导率有限时，存在欧姆损耗

电介质——受到极化时，存在电极化损耗

磁介质——受到磁化时，存在磁化损耗

损耗的大小与媒质性质、随时间变化的频率有关。一些媒质的损耗在低频时可以忽略，但在高频时就不能忽略。

5、导体三个标准

工程上通常用损耗角正切来表示介质的损耗特性，其定义为复介常数或复磁导率的虚部与实部之比，即有

导电媒质导电性能的相对性：

导电媒质的导电性能

具有相对性，在不同频率情况

下，导电媒质具有不同的导电

性能。

第五章均匀平面波

1、数学形式每一个字母所代表的物理意义

均匀平面波：等相位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变的平面波；均匀平面波是电磁波的一种理想情况，其分析方法简单，但又表征了电磁波的重要特性。

称为媒质的本征阻抗，也叫波阻抗，是电场的

振幅和磁场的振幅之比；

在真空中

所有的η等于真空中的η除以根号介电常数

电场强度的幅值是磁场强度幅值的η倍；

结论1：均匀平面波的电场强度和磁场强度都垂直于波的传播方向——横电磁波（TEM波）；

结论2：在理想介质中，均匀平面波的电场强度与磁场强度相互垂直，且同相位。

1.均匀平面波的传播参数：

（1）角频率、频率和周期

角频率ω：表示单位时间内的相位变化，单

位为rad/s ；

周期T ：时间相位变化2π的时间间隔，即