配套资源:电子教案
本书特色:
★ 取材侧重于电磁波,仅用第2章这一章的篇幅来研究静态电磁场及其边值问题;考虑到衍射既是电磁场重要的传播特征,也是电磁场基本方程的重要应用,而目前许多专业教学又不涉及衍射,因此,本书用第6章概括了电磁波的衍射与成像。
★ 将重要的数学公式列在正文中,并以此推演出相关的电磁场公式,最后再将这些数学公式按顺序列在附录中,以方便学生阅读。在电磁公式的推演过程中,力求物理意义明确、具有较强的可读性。
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《电磁场与电磁波》分6章编排,介绍了电磁场与电磁波的普遍规律。首先,考虑课程的先后行关系,在第1章中,以麦克斯韦方程为主线,概括了电磁场的基本规律;接着,针对课时偏少的实际情况,考虑到《电磁学》重点处理了场的问题,因此从第2章起,本书重心放在波的描述,第2章介绍了无限均匀各向同性媒质(包括分层介质)中电磁波场的规律;第3章给出了均匀平面电磁波在分界面上的反射和折射规律;第4章讲述了电磁波的辐射特征;第5章概括了电磁波的衍射与成像;后在第6章,则概括了电磁波的对单粒子的散射特征。其中,后3章的教学内容对电气信息类专业如:光电信息科学与工程、电子信息工程、大气物理等相关专业的学生是十分重要的,是他(她)们必备的专业基础。
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★ 取材侧重于电磁波,仅用第2章这一章的篇幅来研究静态电磁场及其边值问题;考虑到衍射既是电磁场重要的传播特征,也是电磁场基本方程的重要应用,而目前许多专业教学又不涉及衍射,因此,本书用第6章概括了电磁波的衍射与成像。
★ 将重要的数学公式列在正文中,并以此推演出相关的电磁场公式,最后再将这些数学公式按顺序列在附录中,以方便学生阅读。在电磁公式的推演过程中,力求物理意义明确、具有较强的可读性。
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《电磁场与电磁波》分6章编排,介绍了电磁场与电磁波的普遍规律。首先,考虑课程的先后行关系,在第1章中,以麦克斯韦方程为主线,概括了电磁场的基本规律;接着,针对课时偏少的实际情况,考虑到《电磁学》重点处理了场的问题,因此从第2章起,本书重心放在波的描述,第2章介绍了无限均匀各向同性媒质(包括分层介质)中电磁波场的规律;第3章给出了均匀平面电磁波在分界面上的反射和折射规律;第4章讲述了电磁波的辐射特征;第5章概括了电磁波的衍射与成像;后在第6章,则概括了电磁波的对单粒子的散射特征。其中,后3章的教学内容对电气信息类专业如:光电信息科学与工程、电子信息工程、大气物理等相关专业的学生是十分重要的,是他(她)们必备的专业基础。
前 言 “电磁场与电磁波”是一门研究电磁场与电磁波的基本属性、描述方法、运动规律,以及与物质的相互作用及其应用的课程,它是电子、通信、微波、大气及生物医学等多学科的理论基础;同时也是光电信息科学与工程、电子信息工程、大气物理、电气工程与自动化、应用物理学等相关专业的核心主干课程。 从20世纪90年代起,我先后为本科生、研究生开设了“电磁场与电磁波”课程,在教学中,参考中外优秀教材和该学科的最新研究进展,形成了讲义并几易其稿。能编著一本深度与广度适当,又能反映这一领域教研成果的教材,是我一直以来的夙愿。 2013年,《电磁场与电磁波》获南京信息工程大学重点建设教材(13JCLX012)立项,促使我潜心整理教学资料。在本书的编写过程中,考虑到这门课具有概念比较抽象、所用数学工具较多、与其他学科高度融合等特点,结合课内学时普遍压缩的实际情况,参考教育部2012版《普通高等学校本科专业目录》,做了如下尝试: 1.取材侧重于电磁波,仅用第2章这一章的篇幅来研究静态电磁场及其边值问题;考虑到衍射既是电磁场重要的传播特征,也是电磁场基本方程的重要应用,而目前许多专业教学又不涉及衍射,因此,本书用第6章概括了电磁波的衍射与成像。 2.将重要的数学公式列在正文中,并以此推演出相关的电磁场公式,最后再将这些数学公式按顺序列在附录中,以方便学生阅读。在电磁公式的推演过程中,力求物理意义明确、具有较强的可读性。 3.突出基本概念和基本规律的描述,力求使本书更具普适性;加强了对极化状态的描述,以便大气物理、光电信息科学与工程等相关专业取舍。 4.在书中安排了一定数量的插图、例题与习题,并在书末附有部分习题的参考答案。 5.采用国际单位制,设计周学时为3学时或4学时。 学习本课程需要较多的数学知识,但它并非数学课,数学只是学习该课的工具,因此,本书没有将数学知识单列一章,而是把必备的数学工具融入各章节的教学中,便于学生学习和掌握,以增加本书的可读性。 在本书的编写过程中,得到了南京信息工程大学校内外许多同行给予的大力支持和帮助,与赵德林、顾斌、郑改革、徐林华、陈云云、刘玉柱、李金花等老师的多次教学讨论更使我受益匪浅;机械工业出版社的李馨馨老师组织、策划了本书的编辑工作,陈崇昱编辑的出色工作使本书增色不少;另外,我还得到了刘巧玲女士的支持和来自张修潼的鼓励;本书的出版还获得了南京信息工程大学重点教材建设立项支持,在此一并表示感谢! 由于笔者水平有限,书中错误和不当之处在所难免,恳请读者批评指正。 张成义 2016年9月20日于南京
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