前言

FOREWORD

電磁場與電磁波是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，與現(xiàn)代信息社會密切相關(guān)。1873年，麥克斯韋以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方程描述了電磁場應(yīng)遵循的統(tǒng)一規(guī)律，建立了麥克斯韋方程組。1887年，赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，揭開了人類利用電磁場和電磁波的新篇章。由此人們逐步開展了無線電通信、廣播、雷達(dá)、遙控遙測，以及星際通信、光纖通信等應(yīng)用研究。

電磁場與電磁波這門課程理論性較強(qiáng)，概念較為抽象，對邏輯思維能力有較高要求。為適應(yīng)新形勢下的人才培養(yǎng)要求，本書在編寫過程中注重物理概念的引出與物理規(guī)律的連貫性推導(dǎo)，便于學(xué)生對電磁場與電磁波的物理本質(zhì)的掌握和理解。

全書分為6章，第1章介紹電磁場的基本規(guī)律，包括靜電場、恒定電場和恒定磁場的基本規(guī)律和方程描述，并介紹電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)了麥克斯韋方程組。第2章介紹靜態(tài)電磁場的基礎(chǔ)知識，包括電位、電容、磁矢位、磁標(biāo)位、電感、電場能量、磁場能量等物理概念。第3章介紹靜態(tài)場邊值問題及其解，推導(dǎo)了唯一性定理，介紹鏡像法、分離變量法和有限差分法求解邊值問題的處理過程。第4章介紹正弦平面電磁波的基本概念和物理特性，給出了電磁場波動方程的描述方法和空間分布與傳播規(guī)律，分析了導(dǎo)電介質(zhì)中均勻平面波的傳播特點(diǎn)，給出了極化、相速和群速的概念。第5章介紹均勻平面波的反射和透射，給出了均勻平面波垂直入射和斜入射到分界平面時(shí)的空間電磁波的分布和傳播規(guī)律，并介紹了雷達(dá)天線罩、光纖通信等典型應(yīng)用。第6章介紹電磁輻射，給出了電偶極子的輻射特性，推導(dǎo)了方向圖乘積定理，給出了面天線輻射特性的分析方法。

本書由雷文太、趙亞湘、董健任主編。具體分工如下：雷文太編寫了第2、3、5章，趙亞湘編寫了第1、4章，董健編寫了第6章，全書由雷文太統(tǒng)稿。本書在編寫過程中，得到了中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師們的大力支持，在此致以誠摯的謝意。

由于編者水平有限，書中疏漏與不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編者

2017年8月