课程编号: 102M4002H-1 |
课时: 54 |
学分: 3.0 |
课程属性: 专业核心课 |
主讲教师:王勇 |
英文名称: Advanced Electromagnetic Theory |
教学目的、要求
教学目的:通过本课程的学习,使研究生比较深入系统地掌握电磁理论知识,了解前沿电磁理论的发展,夯实基础,拓宽视野,为今后学术研究、技术运用和开发打下良好的专业基础。
教学要求:
1. 熟悉电磁场基础理论、基本定理、电磁散射、电磁辐射、导波理论、谐振腔和运动系统等电磁问题;
2. 能够运用所学的理论,顺利阅读有关现代文献,并能独立分析、解决电磁场的有关问题。
预修课程
矢量分析与场论,数学物理方法及特殊函数,电动力学
教 材
《高等电磁理论》,杨儒贵主编,高等教育出版社
主要内容
第一章 基本电磁理论
1、Maxwell方程; 2、介质的电磁特性; 3、边界条件; 4、辐射条件; 5、电磁能量与能流; 6、磁荷与磁流; 7、电磁微分方程; 8、Green定理、矢量场唯一性定理。
第二章 平面波
1、波动方程; 2、自由空间的平面波; 3、平面波的极化特性; 4、平面边界上的反射与折射; 5、多层介质中的平面波; 6、各向异性介质中的平面波。
第三章 辅助函数
1、标量位和矢量位; 2、Hertz位; 3、Debye位; 4、标量波函数; 5、矢量波函数; 6、Dirac-delta函数; 7、Green函数; 并矢Green函数。
第四章 电磁定理和原理
1、电磁场唯一性定理; 2、镜像原理; 3、互易原理; 4、等效源原理; 5、Huygens原理; 6、几何光学原理;7、Babinet原理。
第五章 电磁辐射
1、电磁场的求解; 2、辐射场; 3、辐射矢量; 4、点源场的平面波展开; 5、线源场的平面波展开; 6、电磁场的多极展开; 7、电磁场的球面波展开; 8、口径场的辐射; 9、平面口径场的辐射计算。
第六章 电磁散射
1、散射矩阵和散射截面; 2、平面波的柱面波函数的展开; 3、平面波的球面波函数的展开; 4、柱面波的球面波函数的展开; 5、Bessel函数的叠加定理; 6、球Bessel函数的叠加定理; 7、理想导电圆柱对平面波的散射; 8、理想导电圆柱对柱面波的散射; 9、理想导电球对平面波的散射; 10、理想导电球对球面波的散射; 11、介质球对平面波的散射; 12、无限大平面对平面波的散射。
第七章 导波理论
1、波动方程; 2、导波场的行波解; 3、导波场的横向和纵向分量; 4、矩形波导中的电磁波; 5、圆柱波导中的电磁波; 6、同轴波导中的电磁波; 7、同轴电缆中的横电磁波; 8、波导模式的一般特性; 9、波导场的正交性; 10、波导的激励; 11、介质波导中的电磁波。
第八章 谐振腔
1、谐振腔的主要参数; 2、矩形谐振腔; 3、圆柱和同轴谐振腔; 4、腔体形变对谐振频率的影响; 5、偏心同轴谐振腔。
第九章 运动系统电磁场简介
1、洛伦兹变换; 2、电流密度和电荷密度的变换; 3、场量E和B,D和H的变换; 4、运动介质的情况; 5、四维空间和四维矢量; 6、麦克斯韦方程的四维形式。
参考文献
《高等电磁理论》,傅君眉、冯恩信编著,西安交大出版社
《电磁场与电磁波》 谢处方、饶克谨著 高等教育出版社(第4版)
《电动力学》 郭硕鸿著 高等教育出版社(第3版)