电磁场理论是电子、通信、微波及生物医学工程等众多学科领域的基础; 同时,电磁场与电磁波又是工科院校电子科学与技术、信息与通信工程、电磁场与无线技术等本科电类专业的重要专业基础课程。随着计算机、通信及微电子等技术的迅速发展,电磁场与其他学科交叉发展、交相辉映,新的专业和技术不断涌现; 并且,电路的集成化程度越来越高,电子设备的体积越来越小,电磁兼容、电磁干扰等电磁场问题也越来越突出,对电磁场理论和微波技术提出了更大的挑战。
电磁波是电磁场的一种运动形式,通过这门课程,应当使学生建立起“场”与“波”的概念,学会“场”与“路”的分析方法,学会用“场”的观点去观察、分析、计算一些基本、典型的问题。培养学生正确的逻辑思维方法,提高分析、解决问题的能力; 从科学前沿的战略高度出发培养学生的创新思维能力和创造力,为处理实际电磁场问题打下坚实的理论基础。本书总教学时数为68学时左右(部分章节可根据需要节选),可以作为高等院校相关专业的本科生教材或者教学参考用书,也可以作为职业技术学院相关专业的教材和教学参考用书。
本书在编写过程中参照工科院校新修订培养计划的教学要求,认真贯彻执行教育部教高[2007]1号、2号文件精神,参照教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委会《高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范(试行)》及2011年高等学校本科专业目录的修订意见,密切结合工科院校电子科学与技术、通信工程、信息工程等专业的特点,研究和阐述电磁现象的基本原理、电磁场的基本规律及其在科学研究和工程中的应用。本书的编写思想是从学生认识和理解的角度出发,明确电磁场理论及发展的历史脉络; 突出理论叙述、推导与趣味性的融合; 强调数学方法与物理规律的有机结合,将数学工具“工程化”,既避免繁杂的数学推导,又阐明电磁场理论的基本概念和规律。本书在作者多年从事电磁场与电磁波教学经验的基础上,结合典型问题的应用,突出电磁场理论中的概念及物理意义,将抽象的问题具体化,将复杂的问题简单化,将零散的问题系统化,打上作者自己理解的“标签”。本书以“场与波”为主线,以“麦克斯韦方程”为纽带,对知识层次按照静态场、边界条件、时变场、电磁场与物质的相互作用、电磁场应用等进行划分; 各章节内容按主线展开,环环相扣,在叙述上由浅入深、循序渐进; 在内容组织结构上,强调前后内容的连贯性,保持理论体系的系统性和完整性。本书还注重介绍电磁场领域的最新科技成果及其应用,激发学生对电磁场的学习兴趣,起到抛砖引玉的作用,为进一步的学习和研究因势利导,打下牢固的理论基础。
本书还选编了部分例题和习题,并在书后附有参考答案,便于学生自学和复习。本书由张洪欣、沈远茂、韩宇南编写,其中韩宇南编写了第1章与第9章; 沈远茂编写了第2章、第6章与第7章; 张洪欣编写了第3、4、5、8章以及绪论、附录等内容,并最后完成统稿。本书在编写过程中得到了北京邮电大学电子工程学院、北京化工大学信息科学与技术学院以及清华大学出版社的大力支持,在此一并表示诚挚的感谢。
由于编者学识有限,电磁场与电磁波技术发展迅速,书中难免存在一些疏漏和不足,恳请广大读者不吝斧正。
编者2012年8月于北京邮电大学