成都工业学院电磁场与电磁波13级本科期末复习要点

1、 2014-2015（2）电磁场与电磁波期末考试知识点要求灰色，黄色，红色；题型一、填空题2*20=40分二、简答题5*4=20分三、计算题10*4=40分重点章节：第一二三章，第四章，第五章和第六章。第七章略作了解。第八章有要求掌握的内容。第一章 矢量分析和场论基础能够用公式解释和说明无旋无散场的特点。以及有源场、无散场、有旋有散场的特点。1、理解标量场与矢量场的概念；场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数。2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念，熟练掌握散度p19、旋度p23和梯度-p13例题1.31。 的计算公式和方法（限直角坐标系）。梯度：， p13物理意义：梯度的方向

2、是标量u随空间坐标变化最快的方向；梯度的大小：表示标量u的空间变化率的最大值。散度：单位空间体积中的的通量源，有时也简称为源通量密度 p17，12高斯定理： 体积分等于限定体积的面积分 p20 p23旋度：其数值为某点的环流量面密度的最大值，其方向为取得环量密度最大值时面积元的法线方向。斯托克斯定理： 面积分等于限定面积的线积分数学恒等式：无旋场，无散场 1.对于一个旋度处处为零的矢量场F。总可以把它表示为某一标量场的梯度 p262.对于散度处处为零的矢量场F，总可以把它表示为某一矢量场的旋度 p273、理解亥姆霍兹定理的重要意义：若矢量场 A 在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，源分布在

3、有限区域中，则矢量场由其散度和旋度唯一地确定，并且1.矢量场 A 可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。2. .矢量场 A 可表示为一个无旋场和无散场之和 p30第二章 电磁场基本规律一些重要概念和术语。库仑定律p38，电磁感应定律。安培环路定律。电荷守恒定律。电荷的几种几何形式：面，体，线，点。及其意义电流的几种几何形式：面，体，线。及其意义。会计算电偶极子的电场强度-点电荷电场强度的叠加 p40例题2.21；会计算均匀带电的环形薄圆盘轴线上任意点的电场强度。 P41例题2.22 2.21会熟练计算真空中均匀带电球体的场强分布。 例题2.22媒质对电磁场的响应可分为三种情况：极

4、化p50、磁化p55和传导p61。描述媒质电磁特性的参数： 介电常数、磁导率和电导率。.矢量场 A 可表示为一个本构关系p53-3，p58-3麦克斯韦方程的两种基本形式。P70两个方程组的积分形式 第三章 静态场及其边值问题基本概念和术语，以及其物理意义。各种边界条件的表达式。P901、 理解静电场与电位的关系， p92 2、 理解静电场的通量和散度的意义， p106，静电场是有散无旋场，电荷分布是静电场的散度源。 3、 理解静电场边值问题的唯一性定理，能用平面镜像法解简单问题； 例题3.52唯一性定理表明：对任意的静电场，当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时，空间区域的场分布就唯一地确

5、定的 p128理解比拟法的原理和意义。镜像法：利用唯一性定理解静电场的间接方法。关键在于在求解区域之外寻找虚拟电荷，使求解区域内的实际电荷与虚拟电荷共同产生的场满足实际边界上复杂的电荷分布或电位边 界条件，又能满足求解区域内的微分方程。 P131点电荷对无限大接地导体平板的镜像：当两半无限大相交导体平面之间的夹角为时，n =360/，n为整数，则需镜像电荷数为n-1. 4、 了解直角坐标系下的分离变量法； p147特点：把求解偏微分方程的定解问题转化为常微分方程求解。如：，令则有：，5、 理解恒定磁场的环量和旋度的意义，, 表明磁场是无散有旋场，电流是激发磁场的旋涡源。6、 理解矢量磁位的意义

6、，并能根据矢量磁位计算磁场。B=A，（库仑规范：）会计算电偶极子的电位。第四章 时变电磁场能够背诵和默写时变电磁场的麦克斯韦方程p182；时谐场的麦克斯韦方程p183。 1、 掌握麦克斯韦方程组的微分形式，理解其物理意义。熟练掌握正弦电磁场的复数表示法。 P179时变电场的麦克斯韦方程，本构关系：，复数表示：， 2、 正确理解和使用边界条件一般情况， 理想介质与理想介质， 理想介质与理想导体：， ， 3、 掌握电磁场的波动方程， p172无源理想介质，亥姆霍兹方程4、 理解坡印廷矢量定义及其物理意义，并应用它分析计算电磁能量的传输情况。P176S：表示单位时间内通过垂直于能量流动方向单位面积上

7、的的能量。， 会计算坡印廷矢量和平均坡印廷矢量。5、 理解矢量位A和标量位的概念以及A、满足的方程。P173在洛伦兹规范下，该方程表明矢位A的源是电流密度，而标位u 的源是电荷。时变场中电流密度和电荷是相互关联的。洛伦兹规范和库伦规范的表达式、意义、特点及应用。P174第五章 均匀平面电磁波重要概念和术语波的极化分类、特点。判断。1.掌握均匀平面波的概念和表示方法。了解研究均匀平面波的重要意义。P193均匀平面波：等相位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变的平面波，1、 理解并掌握均匀平面波在无界理想介质中的传播特性p1961）横电磁波2）无衰减3）波阻抗为实数4）无色散5）2、 理解并掌握均

8、匀平面波在无界有损耗媒质中的传播特性，p207，1）是横电磁波2）有衰减3）波阻抗为复数4）有色散5）3、 低耗介质和良导体1）低耗介质：特点：衰减小；电场和磁场之间存在较小的相位差2）良导体趋肤效应：高频电磁波在良导体中衰减很快，以致于无法进入良导体深处，仅可存在其表面层内，这种现象称为趋肤效应。 趋肤深度()：电磁波进入良导体后，场强振幅衰减到表面处振幅的1/e 时所传播的距离4、 理解波的极化概念，掌握电磁波极化方式的判断方法。它们各自的特点。P200波的极化：电场强度矢量随时间变化的轨迹和形状。对于沿+ z 方向传播的均匀平面波：线极化：d0、p 。d 0，在1、3象限； d p ，在

9、2、4象限。圆极化： d p /2，ExmEym 。取“”，左旋圆极化；取“”，右旋圆极化。椭圆极化：其它情况。 0 d p ，左旋；p d 0，右旋 。已知某媒质中的均匀平面波，告诉其磁场强度的表达式，（如，） 则会写出电场强度的方向和大小及表达式。 P203例题5.21第六章 平面电磁波的反射与透射合成波的计算、相关判断。相关重要术语和概念。1.深刻理解均匀平面波对理想导体平面p229和对理想介质平面的垂直入射p232，要求熟练掌握分析方法和过程，理解所得结果所表征的物理意义；反射系数：，透射系数：1） 对理想导体平面的垂直入射（驻波）：， p2292） 对理想介质平面的垂直入射（行驻波）

10、， p232，振幅：，振幅：，1、 了解均匀平面波对分界面的斜入射的分析方法，理解反射定律和折射定律。P242相位匹配条件：折射定律：2、 了解产生全反射现象和无反射现象的条件，了解其应用。P247全反射：，当，出现沿界面传播的倏逝波或表面波。全透射：， 会计算给定频率给定媒质中均匀平面波的传播参数。例题6.14会计算给定平面波在给定电场强度（或磁场强度条件下），求其伴随磁场强度（或电场强度），以及相关参数。及其给定方向的传播特性和场强及相关参数。会计算电磁波的群速度，在给定媒质中的。会计算给定磁（电）场强度，相位常数条件下，电磁波的相关参数以及给出电磁场表达式。第七章 导波主要和主要概念。导

11、波，波导。模。传输线的工作状态和特点。1、 理解分布参数的概念，理解传输线上电压波、电流波的特点；p260，2、 理解传输线的特性参数、波的传播特点及工作状态分析。特性参数，传播特点：行驻波，电压波腹点：3、 掌握特性阻抗、输入阻抗、反射系数、终端反射系数、驻波系数的定义、计算公式和物理意义。1）反射系数，终端反射系数2）输入阻抗，负载阻抗3）驻波系数4、 理解传输线三种不同工作状态的条件和特点，掌握匹配的意义和实现匹配的方法。1）终端短路：，2）终端开路：，3）阻抗匹配：，半波线：，四分之一波长变换器：理解波导的纵向场分析法的思路。理解电磁波的三种形式，即TEM、TE、TM波的意义。纵向场法

12、的思想：沿+z方向传播的电磁波，横向场分量Ex,Ey,Hx,Hy仅与Ez，Hz有关。所以可以用电磁场的纵向场来表示其横向场量的分析方法。波导中电磁场能够单独存在的形式称之为电磁场的传输模式。P261横电磁波（TEM波或TEM模）：横电波（TE波或TE模）：横磁波（TM波或TM模）：掌握波导传播特性参数，如截止频率（截止波长）、相位常数、波导波长、相速度的计算公式。了解分析具体波导中可能的传播模式的方法；波导传输条件：，相速度，波导波长群速度，波阻抗，理解主模TE10和单模传输的意义，对其场的分布、场图及管壁电流分布有所了解，并了解波导尺寸的设计原理。，第八章 电磁辐射天线的概念和相关参数。近场及远场的划分与特点、区别。P3141、 理解电磁波与激发它们的源之间的关系。了解辐射场的研究方法，掌握滞后位的物理意义。2、 理解电偶极子的近区场和远区场的意义。1）近区场(感