电磁场与电磁波
电磁场与电磁波
5000+ 人选课
更新日期:2026/04/03
开课平台学银在线
开课高校-
开课教师李照宇李宏民粟向军黄重庆闵力
学科专业工学电子信息类
开课时间2026/03/10 - 2026/07/10
课程周期18 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

电磁现象是大自然最重要的现象,也是最早被科学家关心和研究的物理现象。爱因斯坦说:“自从牛顿奠定了理论物理学的基础以来,物理学的基础的最伟大变革,是由法拉第、麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。”电磁场和电磁波理论有着丰富的科学内涵和应用领域,其诞生也标志着一个崭新的时代:信息时代的到来。无线电报、广播、电视、雷达、卫星通信导航定位等高科技产品由此而生。我们不难发现,电磁场与电磁波正在改变着我们的世界,改变着我们的生活。

本课程将通过数学语言揭示电磁场和电磁波的物理存在,带领学生探索神秘而有趣的电磁世界。课程将遵循学生的学习和认知规律,通过“由表及里、由浅入深”的方式讲解电磁场理论,通过工程案例分析将理论与实践结合,通过数值模拟动画培养形象思维能力,通过线上资源拓展课堂空间,并适时介绍电磁科学领域的新进展,激发学习兴趣、启迪创新思想。

随着科学技术的进步和信息社会的高速发展,电磁理论不断地有新的重要的应用出现,进入到我们生活的方方面面。我们希望,通过本门课程的学习,学生不仅可以体会到电磁场本身的优美和自洽,而且能在未来的很多应用领域见微知著、大显身手。


你将收获什么?

(1)在当今信息时代,日常生活和社会活动中已经离不开电磁场与电磁波,例如无线网络、广播电视、卫星通信、导航定位等高科技产品均是电磁理论的产物,通过本门课程的学习,你将理解这些事物背后的原理;

(2)《电磁场与电磁波》是微波理论与技术、计算电磁学与工程电磁学、天线理论与技术、光学工程等专业方向的考研科目,通过本门课程的学习,你将掌握进一步深造所需的专业知识和能力,拓宽专业视野;

(3)如果你有从事于电磁场与电磁波相关行业比如微波器件、射频、基带和天线等行业的想法,通过本门课程,你可以打好理论基础,增强就业竞争力。

 

本课程为湖南理工学院在线开放课程,在这里:

(1)你可以自主安排学习时间、学习地点和学习内容,合理安排学习进度;

(2)你可以在线与教师和其他学习者共同学习,集思广益,开阔视野;

(3)你成绩达标,便可以获得学校和平台颁发的证书。


适合什么人学习?

电子、微电、光电、通信等专业的学生;

对电磁场与电磁波技术感兴趣的学生。


课程大纲

课程章节

  • 矢量分析
  • 电磁场的基本规律
  • 静电场
  • 静磁场
  • 时变电磁场
  • 平面电磁波的传播
  • 平面电磁波的反射与折射
  • 导行电磁波
  • 电磁波的辐射
  • 实验

矢量分析

1.1 矢量代数

1.2 正交坐标系

1.3 标量场的方向导数与梯度

1.4 矢量场的通量与散度

1.5 矢量场的环量与旋度

1.6 无旋场与无散场

1.7 拉普拉斯运算 格林定理

1.8 亥姆霍兹定律

1.9 本章复习

电磁场的基本规律

2.1 电荷与电场

2.2 电流与磁场

2.3 电磁感应定律

2.4 麦克斯韦方程组

2.5 物质的电磁性质

2.6 电磁场边值关系

静电场

3.1 电位

3.2 静电场的能量

3.3 唯一性定理

3.4 镜像法

3.5 分离变量法

3.6 本章复习

静磁场

4.1 磁位

4.2 恒定磁场的能量

4.3 唯一性定理

4.4 本章复习

时变电磁场

5.1 位函数

5.2 电磁能量守恒定律

5.3 时谐电磁场

5.4 本章复习

平面电磁波的传播

6.1 波动方程

6.2 理想介质中的平面电磁波

6.3 电磁波的极化

6.4 导电媒介中的平面电磁波

6.5 色散与群速

6.6 本章复习

平面电磁波的反射与折射

7.1 平面电磁波对分界平面的垂直入射

7.2 平面电磁波对分界平面的斜入射

7.3 本章复习

7.4 平面电磁波对理想导体平面的斜入射

7.5 平面电磁波对多层介质分界面的垂直入射

导行电磁波

8.1 导行电磁波概论

8.2 矩形波导

8.3 谐振腔

8.4 本章复习

8.5 圆柱形波导

8.6 同轴波导

电磁波的辐射

9.1 滞后位

9.2 电偶极子的辐射

9.3 磁偶极子的辐射

9.4 期末复习

实验

10.1 双线摆碰撞打靶实验

10.2 霍尔效应实验

10.3 单臂电桥实验

10.4 RLC串联电路谐振特性实验

10.5 电表的改装与定标

10.6 电子束在电磁场中运动规律的研究

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