2021内蒙古科技大学电磁场与波研究生参考书目及考试大纲

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科目电磁场与波代码417

第1章 矢量场 基本要求： 1.1  矢量及其矢量场 熟练掌握矢量的表示方法，矢量的运算；掌握矢量场的概念。 1.2  三种常用坐标系中的矢量场 掌握矢量场的空间位置点和矢量在三种常用坐标系中的表示方法；了解在三种常用坐标系之间矢量场的坐标分量之间的关系。 1.3  梯度 掌握梯度的概念；熟练掌握在直角坐标系中梯度的运算；了解在圆柱和圆球坐标系中梯度的运算。 1.4  矢量场的散度 掌握通量和散度的概念；熟练掌握在直角坐标系中梯散度的运算；了解在圆柱和圆球坐标系中散度的运算；掌握高斯定理。 1.5  矢量场的旋度 掌握环量和旋度的概念；熟练掌握在直角坐标系中旋度的运算；了解在圆柱和圆球坐标系中旋度的运算；掌握斯托克斯定理。 1.6  无旋场与无散场     了解亥姆霍兹定理。 1.7 格林定理   了解格林定理。 1.8 矢量场的唯一性定理   了解唯一性定理。 重点：矢量的散度、旋度、梯度的计算；高斯定理和斯托克斯定理的运用；圆柱坐标系和球坐标系的分析 难点：高斯定理和斯托克斯定理 第2章 静电场 基本要求： 2.1 电场强度；真空中的静电场方程；电位 掌握电荷密度，电场强度的概念；掌握电场强度与电荷密度之间的关系；会计算点电荷、线电荷、面电荷的电场。掌握真空中的静电场方程和意义；会利用高斯定理计算对称分布电荷的电场。掌握电位的概念以及电位与电场强度及电荷密度的关系；会由电荷密度或电场分布计算电位，和由电位计算电场。 2.2 静电场中的介质和导体；介质中的静电场方程 了解介质极化、极化强度、束缚电荷的概念；掌握介质中的静电场方程、电位方程。掌握电位移矢量和介电常数的概念。掌握导体中静电场的性质；理解静电屏蔽。 2.3 静电场的边界条件   掌握不同介质边界的边界条件；掌握导体表面的边界条件。 2.4 电位的边值问题与解的唯一性 了解电位的边值问题和唯一性定理；会解电位方程计算一维电位。 2.5 镜像法 掌握镜像法。 重点：库仑定律与电场强度；高斯定理；静电场的旋度与静电场的电位；电介质中的场方程；静电场的边界条件。 难点：介质的极化；电介质中的场方程；静电场的边界条件应用；镜像法。 第3章 恒定电流场 基本要求： 3.1 电流密度 掌握电流密度的概念。 3.2 恒定电流场方程 掌握恒定电流场方程边界条件及其意义。 3.3 恒定电流场边界条件   掌握恒定电场分界面上的边界条件。 3.4 能量损耗与电动势 掌握能量损耗的概念；了解电动势的概念。 3.5 恒定电流场与静电场比拟 了解恒定电流场与静电场的异同；会计算一些典型的简单电流场及电导。 重点：电流密度；恒定电场的基本方程、分界面上的边界条件；电导与接地电阻的计算。 难点：电流密度；恒定电场分界面上的边界条件；电导与接地电阻的计算。 第4章 恒定磁场 基本要求： 4.1  磁感应强度 掌握磁感应强度的概念；会计算一些典型的简单电流分布的磁场。 4.2  真空中的磁场方程 掌握恒定磁场方程及其意义；会利用安培环路定律计算一些典型的具有对称电流分布的磁场。掌握矢量磁位与磁感应强度的关系；会计算一些典型的简单电流分布的矢量磁位。 4.3  媒质磁化 了解媒质磁化机理。了解介质磁化、磁化强度、磁化电流的概念。 4.4  媒质中的磁场方程 掌握介质中的恒定磁场方程及其意义；了解介质在磁场中的性质。 4.5  恒定磁场边界条件 掌握恒定磁场边界条件。 4.6  电磁感应定律 掌握电磁感应定律。 4.7  电感 掌握电感的概念；会计算一些典型的简单导线回路的电感。 4.8  磁场能量；磁场力 了解磁场能量和能量密度的概念。了解用虚功原理计算磁场力。 重点：恒定磁场的基本方程、分界面上的边界条件；电感。 难点：标量磁位、矢量磁位；镜像法；磁场能量和力。 第5章 时变电磁场 基本要求： 5.1   麦克斯韦方程组 掌握位移电流的概念；熟练掌握麦克斯韦方程及其意义。 5.2   时变电磁场边界条件 掌握时变电磁场边界条件。 5.3   波动方程与位函数 掌握波动方程、位函数及其方程、位函数求解；理解滞后位。 5.4   时变电磁场的唯一性定理 了解时变电磁场的唯一性定理。 5.5   时变电磁场的能量及功率 掌握时变电磁场的能量和功率、Poynting矢量和Poynting定理。 5.6   正弦时变电磁场 掌握时变电磁场及其方程的复数形式、复功率流密度； 5.7   正弦时变电磁场中的平均能量功率和复功率流密度 掌握平均能量、功率和功率流密度与电磁场复数形式的关系；掌握复Poynting定理。 重点：位移电流；麦克斯韦方程组；坡印亭定理及坡印亭矢量；时变电磁场的边界条件。 难点：法拉第电磁感应定律；麦克斯韦方程组；时变电磁场的能量与能流；波动方程；时变电磁场中的位函数。 第6章 平面电磁波 基本要求： 6.1  理想介质中的均匀平面波 熟练掌握理想介质中的均匀平面波的性质；熟练掌握波长、波阻抗、相速的概念。 6.2  导电媒质中的均匀平面波 掌握导电媒质中的均匀平面波的性质；掌握集肤厚度、导体表面损耗功率等概念。 6.3  电磁波的极化 掌握电磁波线极化、圆极化。 6.4  平面波垂直投射到理想导体表面 掌握反射系数、驻波、输入阻抗的概念。 6.5        平面波垂直投射到两种不同介质的分界面  了解平面电磁波的垂直投射到两种不同介质的分界面。 重点：理想介质中的均匀平面波；导电媒质中的平面波；平面电磁波的垂直投射；相速和群速。 难点：电磁波的极化；相速和群速；集肤效应、邻近效应、电磁屏蔽与涡流。 第7章 导行电磁波 基本要求： 7.1  导波系统中的TEM波、TE波、TM波 了解导波系统中的TEM波、TE波、TM波，及横场与纵场的关系。 7.2  TEM波传输线 掌握TEM波传输线上电压波，电流波的性质。 7.3        无耗传输线的工作状态 掌握无耗传输线上电磁波反射的概念；熟练掌握输入阻抗、反射系数、电压驻波比等概念；掌握开路、短路传输线的性质和简单的匹配方法。 重点：导行波波型的分类；TM波与TE波的分析；各种模式的截止波长；集中参数与分布参数的区别；谐振腔品质因数的计算 难点：纵向场法 第8章 电磁辐射与天线 基本要求：    8.1 电流元的辐射场 了解电流元的场；熟练掌握辐射场的性质。 8.2 小电流环的辐射场 掌握小电流环的辐射场。 8.3 对偶原理 掌握对偶原理。 8.4 对称天线的辐射场 了解对称天线的辐射场。 8.5 面天线的辐射场 了解惠更斯原理；了解平面口径场。 8.6 天线的基本特性 了解天线的基本特性； 8.7 天线阵 掌握均匀线阵的分析方法。 8.8 镜像原理 掌握镜像原理。 8.9 互易定理 了解互易定理。 重点：电流元辐射场分布形式；电参数概念，雷达散射截面 难点：辐射方向图；传输方程，散射截面推导 参考书：《电磁场与波》，冯恩信，西安交通大学出版社，2010.12，第三版