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电子信息类
电磁场与电磁波
电磁场与电磁波
1000+ 人选课
更新日期：2025/05/06
开课平台学银在线
开课高校兰州大学
开课教师梅中磊、李月娥
学科专业工学电子信息类
开课时间2024/02/22 - 2024/07/01
课程周期19 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

      电磁场理论是高等院校电子信息类专业学生必须掌握的基础知识。本课程主要针对本科生开展相关内容的讲授，包括：矢量分析、静电场、恒定电场和静磁场、静态场的解法、时变电磁场、均匀平面电磁波、天线和电磁辐射等。

课程大纲

矢量分析

  • 1.1 矢量及其代数运算
  • 1.2 标量场的梯度、矢量场的散度与旋度
  • 1.3 积分定理
  • 1.4 三种常用坐标系

静电场

  • 2.1 库仑定律和电场强度
  • 2.2 静电场的性质
  • 2.3 静电势
  • 2.4 电偶极子
  • 2.5 电介质的极化和电位移矢量
  • 2.6 静电场的边界条件
  • 2.7 电容
  • 2.8 静电场的能量

稳恒电场与磁场

  • 3.1 电流密度和电荷守恒定律
  • 3.2 稳恒电流的电场
  • 3.3 安培定律和磁感应强度
  • 3.4 矢量势和安培环路定律
  • 3.5 磁偶极子及其与磁场的作用
  • 3.6 物质的磁化和磁场强度
  • 3.7 磁场的边界条件
  • 3.8 电感
  • 3.9 磁场能量

静态场边值问题的解法

  • 4.1 静态场边值问题的分类和唯一性定理
  • 4.2 镜像法原理与平面边界的镜像法
  • 4.3 直角坐标系内的分离变量法
  • 4.4 圆柱坐标系内的分离变量法
  • 4.5 球坐标系内的分离变量法
  • 4.6 保角变换法

时变电磁场

  • 5.1 法拉第电磁感应定律
  • 5.2 位移电流和全电流定律
  • 5.3 麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式
  • 5.4 电磁场的边值关系
  • 5.5 电磁场的能量守恒定律与坡印亭矢量
  • 5.6 电磁场的矢量势和标量势
  • 5.7 推迟势和似稳电磁场

电磁波的传播

  • 6.1 理想介质中的均匀平面电磁波
  • 6.2 媒介的频散和电磁波的相速与群速
  • 6.3 电磁波在有耗媒质中的传播
  • 6.4 电磁波在介质分界面上的反射和折射
  • 6.5 电磁波在导体表面上的反射与折射

电磁波的辐射

  • 7.1 天线的分类和常用电参数
  • 7.2 电偶极子辐射—远区场
  • 7.3 天线阵
  • 7.4 天线方向图的测试

习题讲解

  • 8.1 矢量分析习题讲解
  • 8.2 静电场习题讲解
  • 8.3 稳恒电场与磁场习题讲解
  • 8.4 静态场边值问题的解法习题讲解
  • 8.5 时变电磁场习题讲解
  • 8.6 电磁波的传播习题讲解
  • 8.7 电磁波的辐射习题讲解

Matlab程序及动画演示教学

  • 9.1 电力线绘制
  • 9.2 电势面绘制
  • 9.3 行波动画
  • 9.4 驻波动画
  • 9.5 线极化
  • 9.6 圆极化
  • 9.7 椭圆极化
  • 9.8 反射和折射的动画展示
  • 9.9 矩形波导中的力线展示
  • 9.10 相控阵的阵因子