具体描述
电路全程导学及习题全解（第4版），ISBN：9787802210455，作者：侯钢
好的，这是一份关于一本不同于《电路全程导学及习题全解》的图书简介： 《电磁场与波：理论基础与工程应用》 内容概要 本书全面深入地探讨了电磁场与波的理论基础，并着重于将这些理论与现代工程应用紧密结合。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为学习者提供一个坚实的理论框架和必要的实践工具，以应对复杂多变的现代电子、通信和微波技术领域中的挑战。 本书从麦克斯韦方程组的经典形式出发，系统地推导了静电场、静磁场、时变场以及电磁波的传播特性。我们不仅仅停留在纯理论的阐述，更注重培养读者运用场论解决实际工程问题的能力。 第一部分：静电场与静磁场基础 本部分首先回顾了矢量分析的基础工具，如散度、旋度、梯度和积分定理，为后续的电磁场分析奠定数学基础。 静电场： 详细讲解了库仑定律、电荷密度与电流密度、电场强度、电位移矢量。关键概念包括电场的有源性与无旋性、高斯定律在不同介质中的应用。特别地，本书深入探讨了电势的性质，并着重讲解了边界条件、导体与介质界面上的场分布。对于求解复杂几何结构下的静电场问题，本书详细介绍了泊松方程和拉普拉斯方程的解析解法，包括分离变量法和格林函数法。此外，我们还涵盖了静电储能、介质极化效应以及电偶极子的辐射特性。 静磁场： 从毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律出发，系统分析了稳恒电流产生的磁场。重点分析了磁感应强度、磁场强度、磁矢量位以及磁介质中的磁化现象。与静电场类似，本书也深入探讨了磁场的边界条件，以及载流线圈和磁性材料中的磁路分析。对于不可积的磁矢量位，本书引入了磁矢量位作为求解静磁场的主要数学工具，并详细阐述了其在复杂电流分布下的应用。 第二部分：时变场与麦克斯韦方程组 本部分是全书的核心，它将静电场和静磁场的概念统一在动态变化的框架内。 法拉第电磁感应定律与麦克斯韦修正： 详细解释了位移电流的概念，这是从静场理论过渡到动场理论的关键一步。在此基础上，本书系统地推导并阐述了完整的四组麦克斯韦方程组（微分形式和积分形式），并讨论了它们在不同物理场景下的适用性。 电磁波的产生与传播： 基于麦克斯韦方程组，本书推导了均匀无损介质中的标量和矢量波动方程。随后，重点分析了平面电磁波的特性，包括波阻抗、传播常数、相位速度和群速度。对于横电磁波（TEM）、横磁波（TM）和横电波（TE）的特性，本书给出了详尽的矢量波方程求解过程，特别是对TM和TE波在理想导体波导中的模式展开和截止频率进行了深入的计算分析。 第三部分：工程应用与高级主题 本部分着眼于将电磁理论应用于实际工程系统，是本书区别于纯理论教材的关键特色。 传输线理论： 虽然传输线分析通常在电路理论中涉及，但本书从电磁场的角度重新审视了同轴线、带状线等结构。重点分析了传输线上的电压和电流分布、特性阻抗、反射与驻波现象。详细讲解了史密斯圆图在阻抗匹配和电路分析中的应用，这对于射频电路设计至关重要。 天线基础： 引入了辐射场的概念，推导了基本的偶极子天线（如半波长偶极子）的远场辐射特性，包括辐射方向图、辐射强度和有效面积。本书探讨了天线的基本参数，并简要介绍了大型阵列天线的基本原理。 电磁兼容性（EMC）的初步探讨： 鉴于现代电子设备对电磁干扰的敏感性，本书简要介绍了电磁兼容性的基本概念，包括屏蔽效应、接地技术和滤波器的电磁模型，强调了从设计源头控制噪声辐射的重要性。 本书的特色 1. 理论与工程的深度融合： 本书的每一章节都力求在讲解完核心理论后，立即展示其在实际系统（如微波器件、高速互联、无线通信）中的应用案例，使抽象的数学描述变得具象化。 2. 强调场论的物理图像： 避免单纯的公式堆砌，通过大量的矢量图示和物理剖析，帮助读者建立对电场、磁场及其相互作用的直观理解。 3. 完备的数学工具箱： 详细介绍了求解电磁场问题所需的高等数学方法，尤其是适用的边界条件处理，这是许多初学者感到困难的环节。 4. 适中的难度定位： 本书难度适中，既能满足物理系和电子工程系本科高年级学生对深度知识的需求，也能为研究生阶段进行专业深入研究打下坚实基础。 本书旨在培养读者一种“场”的思维方式，使之能够独立分析和设计涉及电磁波现象的各类电子与信息系统。通过系统学习，读者将能够熟练掌握电磁场理论这门现代信息技术领域的基石学科。
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