《电磁场1》教学大纲

1、电磁场论课程名称：电磁场论（Theory of Electromagnetic Fields）课程编码：121007学 分：2.5分总 学 时：40学时，其中，理论学时：40学时适用专业：勘查技术与工程（测井）先修课程：高等数学、大学物理、数学物理方程、矢量分析与场论一、课程的性质、目的与任务电磁场论是勘查技术与工程专业本科生必修的一门学科基础课程，所涉及的内容是地球物理类学生必备知识结构的重要组成部分。本课程在大学物理（电磁学）的基础上，着重阐述电磁场与电磁波的基本概念、原理、规律和基本分析方法，及其在地球物理勘探实际中的应用。通过对本课程的学习，使学生进一步认识电磁场与电磁波的物理本质和基

2、本规律、掌握基本的分析方法，培养学生对电磁问题的分析与求解能力，为学习相关的专业课程或深入研究电磁理论打下必要的基础。二、理论教学基本要求学生学完本课程后，应达到如下要求：1理解梯度、散度和旋度的概念，掌握其运算方法与规律。2理解电荷、电流及电流连续性方程的概念，理解电场和磁场的概念，掌握电场强度与磁感应强度的积分公式，会计算一些简单源分布所产生的场。3掌握静电场的基本方程与基本性质，掌握标量电位及其微分方程，理解静电场的惟一性定理及其重要意义，了解电介质的极化现象及其极化电荷分布，掌握静电场的边界条件，掌握恒定电场的基本方程与边界条件，会计算电容、电阻以及电场能量。4了解分离变量法解题的基本

3、步骤， 能够用分离变量法求解直角坐标中的一些简单的二维边值问题，掌握镜像法解题的基本原理，会用镜像法求解一些典型问题。5掌握恒定磁场的基本方程与基本性质，了解矢量磁位及其微分方程，理解静电场的惟一性定理及其重要意义，了解磁介质的磁化现象及其磁化电流分布，掌握恒定磁场的边界条件，会计算电感以及电场能量。6掌握电磁感应定律以及位移电流的概念，牢固掌握麦克斯韦方程并理解其深刻含义，掌握电磁场的边界条件，理解坡印廷定理意义和坡印廷矢量的概念，了解电磁波动方程和动态位。7掌握正弦电磁场复数表示方法，掌握平面电磁波在理想介质和导电媒质中的传播规律，理解电磁波的极化概念，掌握平面波在两种不同媒质分界面上的反

4、射与折射规律。了解宏观电磁场与电磁波的原理与其在地球物理勘探中的应用。三、理论教学内容与学时分配绪 论 （1学时）本课程的性质和任务，以及学习方法。第一章 矢量分析 （3学时）本章重点和难点：散度定理和斯托克斯定理的理解和应用第一节 矢量代数；第二节 三种常用的正交坐标系；第三节 标量场的梯度；第四节 矢量的通量 散度；第五节 矢量场的环流 旋度；第六节 无旋场与无散场；第七节 拉普拉斯运算与格林定理；第八节 亥姆霍兹定理。第二章 电磁场中的基本规律 (12学时)本章重点和难点：电流体分布和电流面分布，电场强度和磁感应强度的积分公式的应用，高斯定理和边界条件的应用，安培环路定理和边界条件的应用

5、，位移电流的引入第一节 电荷守恒定律；第二节 真空中静电场的基本规律；第三节 真空中恒定磁场的基本规律；第四节 媒质的电磁特性；第五节 电磁感应定律和位移电流；第六节 麦克斯韦方程组；第七节 电磁场的边界条件。第三章 静态电磁场及其边值问题的解 (8学时)本章重点和难点：惟一性定理，直角坐标系中的分离变量法，镜像源的确定和计算第一节 静电场分析；第二节 导电媒质中的恒定电场的分析；第三节 恒定磁场分析；第四节 静态场的边值问题及解的唯一性定理；第五节 镜像法；第六节 分离变量法。第四章 时变电磁场 (6学时)本章重点和难点：波动方程的建立，坡印廷定理和坡印廷矢量的物理意义，动态矢量位和标量位第

6、一节 波动方程；第二节 电磁场的位函数；第三节 电磁场守恒定律；第四节 唯一性定理；第五节 时谐电磁场。第五章 均匀平面波在无界空间中的传播 (6学时)本章重点和难点：均匀平面波传播特性的掌握；圆极化波旋向的判定第一节 理想介质中的均匀平面波；第二节 电磁波的极化；第三节 均匀平面波在导电媒质中的传播；第四节 色散与群速。第六章 均匀平面波的反射与透射 (4学时)本章重点和难点：炉温控制系统的计算机控制第一节 均匀平面波对分界平面的垂直入射；第二节 均匀平面波对多层介质分界平面的垂直入射；第三节 均匀平面波对理想介质分界平面的垂直入射；第四节 均匀平面波对理想导体分界平面的垂直入射。四、大纲说明 1本大纲适用于总学时参考范围为40学时。2本课程的课内外学时比为1：2。3为适应科技的发展，应适当补充SIMULINK控制系统仿真内容。五、教学参考书1谢处方电磁场与电磁波（第四版）M北京：高等教育出版社.2007年2郭硕鸿电动力学M北京：高等教育出版社.2008年3杨儒贵电磁场与