《电磁场与电磁波》课程教学大纲

1、电磁场与电磁波Electromagnetic Fields and Waves一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分： 3 学分课程总学时： 48 学时，其中讲课： 48 学时，实验: 学时，上机： 学时，实习 学时， 课外 学时课程性质：必修开课学期：第4学期先修课程：高等数学，大学物理适用专业：电子科学与技术教 材：电磁场与电磁波理论(第二版) 徐立勤 曹伟 编 科学出版社 2010 开课单位：电子与信息工程学院电子科学与技术系二、课程性质、教学目标和任务本课程系统阐述了电磁场与电磁波的基本原理和基本规律。内容包括：矢量分析、电磁场中的基本物理量和基本实验定律、静电场分析、恒定磁场分

2、析；时变电磁场、正弦平面电磁波、导行电磁波。通过课堂教学要求学生理解并掌握电磁学的基本概念和原理，能用电磁学原理解释生活和科学技术中的电磁现象。本课程适用于工科院校无线电电子技术专业教学。三、教学内容和要求1、矢量分析（6学时）（1）理解矢量场与标量场的概念；（2）掌握标量场和矢量场的分析方法，理解散度和旋度的概念；（3）掌握标量场和矢量场的基本性质及运算方法，矢量场的基本微分方程：（4）掌握高斯散度方程、斯托克斯方程和亥母赫兹定理。重点：梯度、散度、旋度的概念及运算。难点：对矢量的理解和空间微分运算的掌握。2、电磁场中的基本物理量和基本实验定律（6学时）（1）理解并掌握电荷及电荷分布与电流及

3、电流分布的有关概念；（2）掌握电流连续性方程，理解其物理意义；（3）理解电场强度的概念，掌握电场强度的矢量积分公式；(4）掌握安培力定律，理解磁感应强度的概念，掌握磁感应强度的矢量积分公式。重点: 电场强度的概念、电场强度的矢量积分公式。难点：磁感应强度的矢量积分公式。3、静电场分析 （6学时）（1）掌握静电场分析的基本变量、理解静电场的力学特性和能量特性及两者的联系；(2）电介质极化及极化强度的概念；（3）掌握静电场的基本方程（真空、电介质、导电媒质）、电位函数的概念、并会推导泊松方程及拉普拉斯方程；（4）理解唯一性定理及其意义；（5）掌握高斯定律及边界条件，并会高斯定理求解静电场；（6）掌

4、握恒定电场的基本方程及边界条件；（7）了解导体系统的电容；（8）理解电场能量的概念并会计算电场能量。重点: 求解电磁场的一般方法。难点：求解偏微分方程的分离变量法。4 、恒定磁场分析（6学时）（1）掌握恒定磁场分析的基本变量及真空中磁场的基本方程；（2）理解并掌握矢量磁位、磁偶极子的矢量位和标量位等概念；（3）理解物质的磁化想象及磁化强度的概念；（4）掌握磁介质中磁场的基本方程及磁场的边界条件；（5）理解标量磁位、自感，互感的概念，会计算要求计算自感和互感及磁场能量； 会求解矢量的泊松方程和矢量的拉普拉斯方程。重点：磁介质中磁场的基本方程及边界条件。难点：矢量磁位。5、静电场边值问题的解法（8

5、学时）（1）掌握直角坐标系下的分离变量法；（2）了解圆标坐标系下和球坐标下的分离变量法；（3）掌握平面边界的镜像法；（4）了解球面边界的镜像法；（5）了解有限差分法重点：磁介质中磁场的基本方程及边界条件。难点：矢量磁位。6、时变电磁场（6学时）（1）理解并掌握法拉第电磁感应定律；（2）掌握位移电流的引入方法，理解位移电流的意义；（3）掌握麦克斯韦方程组及由其导出波动方程的方法；（4）掌握时变电磁场的边界条件；（5）理解坡印廷定理，掌握坡印廷矢量；（6）理解动态矢量位和标量位的概念及其所在的方程；重点：克斯韦方程组。难点：位移电流。7、正弦平面电磁波（6学时）（1）理解正弦平面电磁波的概念；（2

6、）掌握复数形式的克斯韦方程组及亥姆霍兹方程；（3）理解并会计算平均坡印廷矢量；（4）理解理想介质中的均匀平面波传播特性；（5）了解损耗媒质中的均匀平面波传播特性；（6）理解波的极化特性；（7）掌握对平面分界面的垂直入射特性；（8）了解对平面分界面的斜入射特性；（9）理解相速和群速。重点：复数形式的克斯韦方程组。难点：均匀平面波传播特性。8、复习（4学时） 基本物理量、麦克斯韦方程组、电磁场基本求解技术。重点:电磁场的基本物理量及其服从的规律。难点：求解电磁场的方法掌握。四、课程考核（1）作业等：作业： 5 次，课程论文： 篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩：平时成绩+期中考试成绩20-30%+期末考试成绩80-70%等综合计算五、参考书目 1、电磁场与电磁波，合肥工业大学出版社；孙玉发、郭