电磁场与电磁波

第1章 稳态下的电磁场

1.1 静电学定律微分形式

1.1.1 电场与电势间的微分定律

1.1.2 静电场通量的微分形式

1.1.3 静电场环量保守性的微分形式

1.1.4 泊松方程

1.1.5 补充知识

1.2 静磁学定律微分形式和积分形式

1.2.1 安培定理

1.2.2 磁通量的保守性

习题

第2章 麦克斯韦方程组和电磁场能量

2.1 麦克斯韦方程组的微分与积分形式

2.1.1 麦克斯韦方程组

2.1.2 麦克斯韦方程组相关性评述

2.1.3 电磁场的对称性

2.2 电磁场散度方程

2.2.1 麦克斯韦-高斯方程积分形式

2.2.2 麦克斯韦-汤姆森方程积分形式

2.3 麦克斯韦-法拉第方程

2.3.1 法拉第电磁感应定律积分形式

2.3.2 纽曼电磁感应

2.3.3 电场切向边值关系

2.4 麦克斯韦-安培方程

2.4.1 早期的电磁学

2.4.2 麦克斯韦之前定律的内部矛盾

2.4.3 变化态下安培定理的推广

2.4.4 与麦克斯韦-安培方程相关的边值关系

2.5 麦克斯韦之前的电磁场定律回顾

2.5.1 准稳态近似条件（ARQS）

2.5.2 电学准稳态近似

2.6 电磁场的能量

2.6.1 电磁场能量守恒积分形式

2.6.2 电磁场能量守恒微分形式

2.6.3 坡印廷定理

2.6.4 欧姆导体中的耗散功率

2.6.5 补充知识

习题

第3章 导体中电磁波的传播

3.1 频率对导体物理性质的影响

3.1.1 简谐态下的欧姆定律

3.1.2 电中性条件

3.1.3 准稳态近似

3.2 变化态下导体中的趋肤效应

3.2.1 导体中场的扩散方程

3.2.2 导体中的趋肤效应

3.2.3 导体中的能量分析

3.2.4 理想导体

习题

第4章 电磁感应

4.1 纽曼电磁感应

4.1.1 纽曼电磁感应定律

4.1.2 电感和自感

4.1.3 磁能

4.1.4 非细导线电路中的纽曼电磁感应

4.2 洛伦兹电磁感应

4.2.1 电磁场的参考系变换

4.2.2 洛伦兹动生电场

4.2.3 拉普拉斯轨道实例

4.2.4 电动机原理

4.2.5 非细导线电路中的洛伦兹电磁感应

习题

第5章 变压器原理及应用

5.1 变压器

5.1.1 电路的磁耦合

5.1.2 理想变压器

5.1.3 阻抗匹配

5.2 铁磁性

5.2.1 磁化材料

5.2.2 变压器模型

5.2.3 磁滞回线

5.2.4 变压器的能量损耗

习题

第6章 真空中电磁波的传播

6.1 电磁波传播方程

6.1.1 真空中的麦克斯韦方程组

6.1.2 电磁场传播方程

6.2 平面简谐行波的结构

6.2.1 场的描述

6.2.2 色散关系

6.2.3 麦克斯韦方程组的复表示

6.2.4 平面简谐行波的结构

6.2.5 任意平面简谐行波的推广

6.3 平面简谐行波的偏振态

6.3.1 定义

6.3.2 椭圆偏振态

6.3.3 线偏振态

6.3.4 圆偏振态

6.3.5 偏振基

6.4 平面简谐行波能量

6.4.1 电磁波能量体密度

6.4.2 坡印廷矢量

6.4.3 能量的传播

6.4.4 偏振态的影响

6.5 垂直入射理想导体表面的平面简谐行波的反射

6.5.1 电磁场的入射

6.5.2 反射波

6.5.3 驻波

习题

第7章 有色散和吸收介质中电磁波的传播

7.1 耦合摆链机械波传播

7.1.1 无限长耦合摆链

7.1.2 运动方程

7.1.3 连续性介质近似

7.1.4 求解传播方程

7.1.5 色散关系

7.1.6 色散和吸收

7.1.7 Klein-Gordon方程

7.2 非简谐行波的传播

7.2.1 相邻频率成分组成的波的传播

7.2.2 波包的传播

7.2.3 群速

7.2.4 Klein-Gordon方程

7.2.5 波包传播时的形变

7.3 等离子体中电磁波的传播

7.3.1 等离子体

7.3.2 简谐横波在等离子体中的传播

7.4 两种介质界面处平面简谐行波的反射和折射

7.4.1 介质折射率定义

7.4.2 两透明介质界面处平面简谐行波的反射和折射

7.4.3 边值关系

7.4.4 笛卡儿定律

7.4.5 垂直入射情况下的反射与透射系数

习题

附录1 操作算符在三个坐标系下的微分运算

附录2 矢量恒等式与定理

附录3 基本物理常数

习题参考答案

参考文献

本书共7章。第1章稳态下的电磁场，第2章麦克斯韦方程组和电磁场能量，第3章导体中电磁波的传播，第4章纽曼和洛伦兹电磁感应，第5章变压器原理，第6章真空中电磁波的传播，第7章电磁波在有色散和吸收介质中的传播。本书附录列出了三个坐标系下梯度、散度、旋度和拉普拉斯算符的运算法则，基本物理常数，书末配有习题答案。