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译者的话1

序言1

第1章 电磁场理论概述1

1.1 引言1

1.2 场的概念2

2.8 一个标函数的梯度3

1.3 矢量分析3

1.4 微分和积分表示法4

1.5 静态场5

1.6 时变场6

1.7 时变场的应用7

1.8 数值解8

1.9 进一步研究8

2.2.1 标量10

2.2.2 矢量10

第2章 矢量分析10

2.1 引言10

2.2 标量和矢量10

2.3.3 矢量乘以标量11

2.3.2 矢量减法11

2.3.1 矢量加法11

2.3 矢量运算11

2.3.4 两矢量的乘积12

2.4 坐标系14

2.4.1 直角坐标系14

2.4.2 圆柱坐标系17

2.4.3 球坐标系20

2.5 标量场和矢量场23

2.6 长度、面和体的微分元25

2.6.1 直角坐标系25

2.6.2 圆柱坐标系25

2.6.3 球坐标系26

2.7 线、面和体积分26

2.7.1 线积分27

2.7.2 面积分28

2.7.3 体积分29

2.9 矢量场的散度32

2.10 矢量场的旋度35

2.11 拉普拉斯算子40

2.12 若干定理和电磁场的分类41

2.12.1 格林定理41

2.12.2 唯一性定理41

2.12.3 场的分类42

2.13 矢量恒等式43

2.14 摘要44

2.15 复习题46

2.16 习题47

第3章 静电场51

3.1 引言51

3.2 库仑定律51

3.3 电场强度53

3.4 电通(量)和电通(量)密度58

3.4.1 电通量的定义59

3.4.2 高斯定律59

3.5 电位61

3.6 电偶极子64

3.7 电场中的物质66

3.7.1 电场中的导体66

3.7.2 电场中的电介质68

3.7.3 电场中的半导体72

3.8 电场中的储能73

3.9 边界条件76

3.9.1 ？的法向分量76

3.9.2 ？的切向分量77

3.10 电容器和电容79

3.11 泊松方程和拉普拉斯方程82

3.12 镜像法85

3.13 摘要88

3.14 复习题90

3.15 习题92

第4章 恒定电流98

4.1 引言98

4.2 电流的性质和电流密度98

4.2.1 传导电流98

4.2.2 运流电流99

4.2.3 运流电流密度99

4.2.4 传导电流密度100

4.3 导体的电阻102

4.4 电流连续性方程103

4.5 弛豫时间107

4.6 焦耳定律108

4.7 二极管中的恒定电流110

4.8 电流密度的边界条件112

4.9 ？和？之间的类比关系114

4.10 电动势117

4.11 摘要119

4.12 复习题121

4.13 习题121

第5章 静磁场126

5.1 引言126

5.2 毕奥--萨伐尔定律126

5.3 安培力定律130

5.4 磁转矩133

5.5 磁场的磁通(量)和高斯定律136

5.6 磁矢位138

5.7 磁场强度与安培环路定律140

5.8 磁性材料143

附录A 史密斯圆图及其应用149

5.9 磁标位149

5.10 磁场的边界条件150

5.10.1 ？场法向分量的边界条件150

5.10.2 ？场切向分量的边界条件151

5.11 磁场中的能量153

5.12 磁路154

5.13 摘要161

5.14 复习题162

5.15 习题164

第6章 静态场的应用169

6.1 引言169

6.2 带电粒子的偏转169

6.3 阴极射线示波器170

6.4 喷墨打印机172

6.5 矿物的分选173

6.6 静电发电机175

6.7 静电电压表176

6.8 磁分离器177

6.9 磁偏转177

6.10 回旋加速器180

6.11 选速器与质谱仪181

6.12 霍尔效应182

6.13 磁流体发电机184

6.15 直流电动机185

6.14 电磁泵185

6.16 摘要187

6.17 复习题188

6.18 习题189

第7章 时变电磁场191

7.2 运动电动势191

7.1 引言191

7.3 法拉第感应定律194

7.4 麦克斯韦方程(法拉第定律)197

7.5 自感200

7.6 互感203

7.7 耦合线圈的互感206

7.7.1 串联相接206

7.7.2 并联相接207

7.8 磁场中的能量208

7.8.1 单个线圈208

7.8.2 耦合线圈209

7.9 由安培定律导出麦克斯韦方程211

7.10 由高斯定律导出麦克斯韦方程213

7.11.1 麦克斯韦方程214

7.11 麦克斯韦方程与边界条件214

7.11.2 结构方程215

7.11.3 边界条件215

7.12 坡印亭定理218

7.13 时间简谐场221

7.13.1 相量型式的麦克斯韦方程223

7.13.2 相量型式的边界条件223

7.13.3 相量型式的坡印亭定理223

7.14 电磁场的应用226

7.14.1 变压器226

7.14.2 自耦变压器230

7.14.3 电子回旋加速器232

7.15 摘要234

7.16 复习题235

7.17 习题236

第8章 平面波的传播242

8.1 引言242

8.2 一般波动方程242

8.3 介质中的平面波243

8.3.1 前向行波245

8.3.2 后向行波247

8.3.3 无界电介质247

8.4 自由空间中的平面波250

8.5 导电媒质中的平面波251

8.6 良导体中的平面波256

8.7 良介质中的平面波258

8.8 波的极化260

8.8.1 线极化波260

8.8.3 圆极化波261

8.8.2 椭圆极化波261

8.9 平面边界上的垂直入射均匀平面波263

8.9.1 导体-导体分界面263

8.9.2 介质-介质分界面267

8.9.3 介质-完全导体分界面268

8.9.4 介质-导体分界面271

8.10 平面边界上的斜入射273

8.10.1 垂直极化273

8.10.2 平行极化282

8.11 摘要285

8.12 复习题286

8.13 习题287

第9章 传输线290

9.1 引言290

9.2 平行板传输线291

9.2.1 平行板传输线的参数294

9.2.2 平行板传输线的等效电路296

9.3 以发送端和接收端变数表示的电压与电流300

9.4 输入阻抗302

9.4.1 四分之一波长线304

9.4.2 半波长线304

9.5 沿传输线上不连续点的反射308

9.6 传输线的驻波310

9.7 具有并联短截线的阻抗匹配315

9.8 具有不完全材料的传输线316

9.8.1 波动方程317

9.8.2 电压与电流的关系式319

9.9 传输线中的瞬变(现象)320

9.9.1 时域中的传输线方程321

9.9.2 无损耗传输线的瞬变响应321

9.9.3 格子图326

9.10 趋肤效应与电阻331

9.11 摘要334

9.12 复习题336

9.13 习题337

第10章 波导与谐振腔341

10.1 引言341

10.2 直角坐标中的波动方程342

10.3 横磁(TM)模345

10.3.1 截止频率以下的工作状况347

10.3.2 截止频率以上的工作状态348

10.3.3 TM模式的功率流349

10.4 横电(TE)模352

10.4.1 低于截止频率工作354

10.4.2 高于截止频率工作355

10.4.3 TE模式的功率流356

10.5 波导损耗358

10.5.1 完全介质与有限电导率壁358

10.5.2 非完全介质与完全导体壁360

10.6 谐振腔362

10.6.1 横磁(TM)模362

10.6.2 横电(TE)模363

10.6.3 品质因数365

10.7 摘要367

10.8 复习题368

10.9 习题369

第11章 天线372

11.1 引言372

11.2 位函数的波动方程373

11.3 赫兹偶极子376

11.3.1 近区场377

11.3.2 辐射场377

11.3.3 辐射电阻379

11.3.4 方向增益和方向性379

11.4 磁偶极子380

11.5 短偶极子天线383

11.6 半波偶极子天线384

11.7 天线阵386

11.8 线性阵列389

11.9 天线的效率392

11.10 接收天线和弗利斯公式393

11.11 雷达系统395

11.13 复习题397

11.12 摘要397

11.14 习题398

第12章 电磁场计算机辅助分析401

12.1 引言401

12.2 有限差分法401

12.2.1 边界条件403

12.2.2 有限差分方程的迭代解405

12.3 有限单元法407

12.4 矩量法413

12.5 摘要415

12.6 复习题416

12.7 习题416

A.2 史密斯圆图419

A.1 引言419

A.3 用史密斯圆图求VSWR425

A.4 用史密斯圆图求阻抗的导纳425

A.5 用并联短截线的阻抗匹配426

A.6 习题428

附录B 各种问题的计算机程序429

B.1 例12.3的计算机程序429

B.2 例12.5的计算机程序431

B.3 例12.6的计算机程序438

B.4 例12.7的计算机程序447

附录C 应用数学公式表451

C.1 级数简表451

C.2 三角恒等式表451

C.3 不定积分表452

C.4 一部分定积分表455