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| 編輯推薦： |
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本书在素材选择上，将最新的科技成果转化为教材内容，体现基础性和先进性。最后对常见的电磁兼容规范、静电放电特点及电磁兼容测试做了简要介绍
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| 內容簡介： |
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本教材详细阐述了电磁场和电磁波理论，涉及了PCB中存在的电磁兼容问题以及产生的根源，并针对目前广泛应用的高速PCB设计中的信号完整性问题作了深入分析，还对常见的电磁兼容规范、静电放电特点及电磁兼容测试做了简要介绍。在教材建设思想上，体现教材是知识的载体，体现理论与技术的结合；在教材的素材选择上，将最新的科技成果转化为教材内容，体现基础性和先进性。最后对常见的电磁兼容规范、静电放电特点及电磁兼容测试做了简要介绍。在教材建设思想上，体现教材是知识的载体，体现理论与技术的结合；在教材的素材选择上，将最新的科技成果转化为教材内容，体现基础性和先进性。
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| 關於作者： |
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刘小明，教授、博士生导师，中国电子学会优秀科技工作者，安徽省第五届创新创业领军人才特支计划入选者，安徽省优秀青年基金获得者，安徽省教坛新秀。主要研究领域包括毫米波与太赫兹准光技术、天线技术、射频与微波器件和生物电磁学。主持多项国家863项目、国家自然科学基金项目、国家留学回国人员科研启动基金项目，参加国家民用航天预先研究项目、科技部重大仪器专项、科技部国际合作专项。发表SCI论文50余篇，出版专著2部（含英文专著1部），获授权发明专利20余项，专利成果转化5项。指导学生获“挑战杯”“互联网＋”等赛事获国家级铜奖。
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| 目錄：
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第0章绪论
0.1电磁场与电磁波在生活中的应用
0.2电磁场与电磁波的发展简史
0.3本课程的特点
0.4如何学好本课程
思考题
第1章电磁场理论中的数学基础
1.1矢量运算
1.1.1标量与矢量
1.1.2矢量的加减法
1.1.3矢量的乘法
1.2梯度、散度和旋度
1.2.1标量场的梯度
1.2.2矢量场的散度
1.2.3矢量场的旋度
1.2.4无旋场和无散场
1.2.5拉普拉斯运算
1.3三种常用坐标系
1.3.1圆柱坐标系
1.3.2球坐标系
1.4格林定理与亥姆霍兹定理*
1.4.1格林定理
1.4.2亥姆霍兹定理
本章知识结构
习题
第2章静电场
2.1库仑定律与电场强度
2.1.1库仑定律
2.1.2电场强度
2.1.3电场的叠加原理
2.2静电场的散度和旋度
2.2.1电通量和高斯定律
2.2.2静电场的旋度
2.3电位及其方程
2.3.1电位
2.3.2泊松方程及拉普拉斯方程
2.3.3点电荷的δ函数及格林函数
2.4电偶极子
2.4.1电偶极子的电位和电场
2.4.2电偶极子的等电位线和电场线
2.5静电场中的介质
2.6边界条件
2.6.1介质分界面上的边界条件
2.6.2理想导体分界面上的边界条件
2.7导体系统的电容
2.8静电场能量与静电力
2.8.1静电场能量
2.8.2静电力*
本章知识结构
习题
第3章恒定电场
3.1电流密度
3.1.1电流密度的定义
3.1.2传导电流和运流电流
3.1.3欧姆定律
3.1.4焦耳定律
3.1.5电动势
3.2电流连续性方程
3.3恒定电场的边界条件
3.4导体中恒定电场与静电场的比拟
本章知识结构
习题
第4章恒定磁场
4.1安培力定律与毕奥沙伐尔定律
4.1.1安培力定律
4.1.2毕奥沙伐尔定律
4.1.3洛伦兹力
4.2恒定磁场的基本方程、矢量磁位
4.2.1恒定磁场的散度、磁通连续性原理
4.2.2恒定磁场的旋度、安培环路定理
4.2.3矢量磁位
4.3磁偶极子
4.4恒定磁场中的磁介质
4.5恒定磁场的边界条件
4.5.1磁感应强度、磁场强度以及矢量磁位的边界条件
4.5.2标量磁位及其边界条件
4.6电感
4.6.1自感
4.6.2互感
4.7磁场能量和磁场力
4.7.1磁场能量及能量密度
4.7.2磁场力*
本章知识结构
习题
第5章静态场的边值问题及其解法
5．1静态场的边值问题及唯一性定理
5．1．1边值问题的分类
5．1．2唯一性定理
5．2镜像法
5．2．1导体平面镜像
5．2．2导体球面镜像
5．2．3导体圆柱面的镜像
5．2．4介质平面的镜像
5．3分离变量法
5．3．1直角坐标系中的分离变量法
5．3．2圆柱坐标系中的分离变量法
5．3．3球坐标系中的分离变量法*
5．4有限差分法*
本章知识结构
习题
第6章时变电磁场
6．1位移电流与全电流安培环路定律
6．2法拉第电磁感应定律与有旋电场
6．3麦克斯韦方程组
6．4坡印廷矢量及坡印廷定理
6．5时变场下的边界条件及唯一性定理
6．5．1时变场下的边界条件
6．5．2时变场下的唯一性定理
6．6波动方程
6．7时变场下的位函数
6．7．1矢量位和标量位
6．7．2达朗贝尔方程
6．8时谐电磁场
6．8．1时谐电磁场的复数表示
6．8．2时谐电磁场的方程
6．8．3复介电常数和复磁导率
6．8．4平均能流密度和复坡印廷定理
本章知识结构
习题
第7章均匀平面电磁波
7．1理想介质中的平面波
7．1．1理想介质中沿z轴传播的均匀平面波
7．1．2理想介质中沿任意方向传播的均匀平面波
7．2导电介质中的平面波
7．2．1导电介质中的电磁波表达式
7．2．2弱导电介质中的均匀平面波
7．2．3良导电介质中的均匀平面波
7．2．4相速度与群速度
7．3各向异性介质中的均匀平面波*
7．3．1张量磁导率
7．3．2铁氧体均匀平面波传播特性
7．4电磁波的极化
7．4．1线极化
7．4．2圆极化
7．4．3椭圆极化
7．5均匀平面波对分界面的垂直入射
7．5．1对介质分界面的垂直入射
7．5．2对理想导体分界面的垂直入射
7．5．3对多层介质分界面的垂直入射
7．6均匀平面波对分界面的斜入射
7．6．1对理想介质分界面的斜入射
7．6．2对理想导体分界面的斜入射
本章知识结构
习题
第8章导行电磁波
8．1传输线的电路理论
8．1．1传输线上的波动方程
8．1．2无损传输线
8．2波导的电磁场理论
8．2．1TEM波
8．2．2TE波
8．2．3TM波
8．3矩形波导
8．3．1矩形波导中的TE波
8．3．2矩形波导中的TM波
8．4圆波导
8．4．1圆波导中的TE波
8．4．2圆波导中的TM波
8．5同轴波导
8．5．1同轴波导中的TEM波
8．5．2同轴波导中的高次模
8．6谐振腔
本章知识结构
习题
第9章电磁波的辐射
9．1滞后位
9．2电偶极子的辐射
9．3电与磁的对偶性
9．4磁偶极子的辐射
9．5电磁辐射几个重要的参数
9．6阵列天线
9．6．1二元阵列
9．6．2均匀直线阵列
9．7口径场辐射
9．7．1惠更斯元的辐射
9．7．2平面口径场的辐射
本章知识结构
习题
第10章电磁分析方法与仿真软件简介
10．1电磁分析方法简介
10．2电磁仿真软件简介
习题
附录
参考文献
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| 內容試閱：
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着手写一本《电磁场与电磁波》教材，感觉压力非常大。因为看过太多前辈写的经典教材，深知我们的功力不可企及； 也因为身边有太多造诣深厚的学者，深知自己的水平相去甚远。但是在新工科建设过程中，当代学生的求知特点、培养目标的持续改进、新兴产业的迅猛发展，无不对教材内容提出了新要求，对教材建设提出了新挑战。我们就是在这样一种新形势下，结合自己的教学和科研经验，着手编写这本教材的。
在编写过程中，我们主要有以下几方面的考虑。
（1） 注重知识点的系统性。像“电磁场与电磁波”等重要的专业基础课，必须包含本科课程的系统知识体系，绝不能因为计算机技术的发展而丢失课程的本色或者降低对学生的要求。在章节的安排上，我们也考虑到了学生的层次，以便任课教师灵活把握。对一些艰涩难懂的内容，我们做了选修标记。
（2） 注重部分内容的可视化。电磁场和电磁波与数学是紧密联系的，学生普遍感觉难学的原因是工科学生的数学基础不足，对烦琐的公式推导有排斥心理。我们组织力量，制作了一些可视化的素材，相信有利于学生学习本课程。
（3） 坚持课程的工程基础性。随着集成电路工作频率的提高以及器件尺寸的减小，路的特性越来越模糊，而场的效应越来越明显。掌握电磁场理论，有利于理解现代技术中的要点。
（4） 体现课程的思政内容。我们非常注重本课程中所包含的科学精神、工程意识、工程伦理、探索精神等方面的内涵。
在习题方面，我们分章节编写了习题。这对知识点的巩固无疑是有益的，同时这也是传统教学方法的主要环节之一。为帮助大家学习，本书还提供了配套的习题全解。另外，考虑到工程教育专业认证对解决复杂工程问题的要求，还考虑到新工科专业建设对实践创新能力的要求，我们感觉有必要在习题环节设置综合性比较强的习题，有必要设置一些实践类的习题。其中有一些实践习题是编者在承担国家级项目过程中提炼出来的，也有不少问题是从学生所做的大学生创新创业项目中提炼出来的，当然也有不少是从生活当中来的。实践习题是本书的尝试性做法，希望能为工程认证和新工科建设过程中的教材建设提供有益的探索。
本教材包含以下章节： 第0章绪论，主要讲述电磁场理论的应用背景和发展历程，同时简单介绍了本课程的特点以及学习方法； 第1章为电磁场理论中的数学基础，讨论了学习本课程所需的数学理论基础； 第2章为静电场，第3章为恒定电场，第4章讨论恒定磁场，第5章介绍静态场的边值问题及其解法，这几章都是对静态场的讨论； 第6章讨论时变电磁场的基本规律； 第7章介绍平面电磁波的传播、反射和透射； 第8章介绍导行电磁波，这是微波技术的基础，更加系统的微波理论和技术需要参考专门的微波技术教材； 第9章介绍电磁波辐射的基本理论，该部分是天线技术的基础，但并没有系统地覆盖天线理论和技术； 第10章简单介绍了现代电磁场的仿真分析方法和软件工具，让学生初步了解计算电磁学。
本书由刘小明主编。在编写过程中，录制了部分内容的视频，提供了部分知识点的动画，以帮助大家学习重点难点内容。博士研究生王宸、张编妹，硕士研究生朱承辉对本书的插图做了大量的工作； 硕士研究生赵子跃为本书配套的动画做了大量的工作。
限于作者水平和编写时间，本书一定会存在错误或考虑不周之处，恳请专家和读者能联系作者，以便提高我们的编写水平，保证本教材的质量。
编者2025年3月
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