《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
课程编号：
一、课程性质、目的及开课对象
（一）课程性质：专业课
（二）目的：通过本课程的学习，全面地，系统地掌握宏观电磁场的基本性质和基本规律，及其应用方面的基本知识及技能。

使学生对工程中的电磁现象与电磁过程，能应用场的观点进行初步分析；对一些简单的问题能进行计算；为学习专业或进一步研究电磁场问题，准备必要的理论基础。

（三）开课对象：物理学院电子信息工程专业本科生
二、教学方法与考核方式
（一）教学方法：以讲授为主，多媒体课件为辅。

（二）考核方式：考试
三、学时数分配
总学时：54学时，大纲中带*号的内容不是必讲的，未计入学时之内。

四、教学内容与学时
第一章矢量分析(7学时)
【主要内容】：
1.1 矢量代数
1.2 三种常用的正交坐标系
1.3标量场的梯度
1.4矢量场的通量与散度
1.5矢量场的环流与旋度
1.6无旋场与无散场
1.7拉普拉斯运算与格林定理
1.8亥姆霍兹定理
重点难点：矢量场的散度和旋度、标量场的梯度；散度、旋度和梯度的计算公式和方法；散度定理和斯托克斯定理；拉普拉斯运算与格林定理及亥姆霍兹定理。

第二章电磁场的基本规律(11学时)
【主要内容】：
2.1电荷守恒定律
2.2真空中静电场的基本规律
2.3真空中恒定磁场的基本规律
2.4媒质的电磁特性
2.5电磁感应定律和位移电流
2.6麦克斯韦方程组
2.7电磁场的边界条件
重点难点：电流连续性方程；库仑定律，磁感应强度，安培力定律；麦克斯韦方程组，电磁场的边界条件。

第三章静态电磁场及其边值问题的求解(11学时)
【主要内容】：
3.1静电场分析
3.2导电媒质中的恒定电场分析
3.3恒定磁场分析
3.4静态场的边值问题及解的唯一性定理
3.5镜像法
3.6分离变量法
*3.7有限差分法
重点难点：电位移的定义以及它和电场强度，极化强度之间的关系，高斯定律应用；静电场的基本方程，电位所满足的微分方程(泊松方程和拉普拉斯方程)，电位移和电位在不同媒质分界面上的衔接条件，一维边值问题的求解方法；镜像法，分离变量法。

第四章时变电磁场(7学时)
【主要内容】：
4.1波动方程
4.2电磁场的位函数
4.3电磁能量守恒定律
4.4惟一性定理
4.5时谐电磁场
重点难点：时谐电磁场，电磁能量守恒定理
第五章均匀平面波在无界空间的传播(9学时)
【主要内容】：
5.1理想介质中的均匀平面波
5.2电磁波的极化
5.3均匀平面波在导电媒质中的传播
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
重点难点：时谐平面电磁波在理想介质和导电媒质中的传播规律, 介质中的均匀平面电磁波，波阻抗,传播常数,色散,波长的含义；集肤效应和透入深度的概念。

第六章均匀平面波的反射与透射(3学时)
【主要内容】：
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
*6.3均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射
*6.4均匀平面波对理想导体平面的斜入射
重点难点：时谐平面电磁波垂直入射到两种不同媒质分界面上时的反射和折射规律。

第七章导行电磁波(3学时)
【主要内容】：
7.1导行电磁波概论
7.2矩形波导
*7.3圆柱形波导
*7.4同轴波导
7.5谐振腔
*7.6传输线
重点难点：沿均匀导波装置传输电磁波的一般分析方法；矩形波导、谐振腔。

第八章电磁辐射(3学时)
【主要内容】：
8.1滞后位
8.2电偶极子的辐射
8.3电与磁的对偶性
*8.4磁偶极子的辐射
*8.5天线的基本参数
*8.6对称天线
*8.7天线阵
*8.8口径场辐射
重点难点：位函数、滞后位
五、教材与教参
（一）教材
《电磁场与电磁波》( 第四版 ), 谢处方 , 饶克谨.主编，出版社北京：高等教育出版社，时间2006
（二）教参
1.《电磁场与电磁波》( 第二版 ), 王家礼,朱满座,路宏敏主编，出版社：西安电子科技大学出版社，时间2004
2.《电磁场与电磁波》( 第二版 ),焦其祥主编，出版社北京：科学出版社，时间2004
3.《电磁场与电磁波》（第三版）教学指导书, 赵家升,杨显清,王园主编，出版社：高等教育出版社，时间2004
4.《电磁场与波》, 冯恩信主编，出版社：西安交通大学出版社，时间1999。