《电磁场与电磁波》课程教学大纲 Electromagnetic Field and Wave

《电磁场与电磁波》课程教学大纲英文名称：Electromagnetic Field and Wave课程代码：一、课程说明1、课程性质专业基础课2、课程的目的和任务本课程的教学任务：通过本课程的学习，学生应比较全面地了解与掌握电磁场的基本理论与分析方法，为后续的微波技术、电波传播、微波电路与系统、无线通信等课程的学习奠定基础。3、适用专业电子信息工程专业4、学时与学分学分：3学时：48讲课学时：48实践学时：05、先修课程大学物理、工程数学、复变函数6、推荐教材或参考书目教材名称：《电磁场与微波技术》（上册）（第二版）马冰然广州、华南理工大学出版社2006主要参考书：《电磁场与电磁波》（第四版）谢处方北京，高等教育出版社，2006《电磁场与波》冯恩信西安西安交通大学出版社1999.87、主要教学方法与多媒体要求主要教学方法：案例驱动教学多媒体要求：多媒体教学占20%8、考核方式1、平时成绩（书面作业+考勤）2、期末闭卷笔试3、总成绩=笔试成绩（70/100）+平时成绩（30/100）9、课外自学要求开课期间，需要配合课外学时仔细阅读、理解每章节的内容，并做相应的习题二、教学基本要求和能力培养要求1、通过本课程的教学环节，达到以下基本要求通过对本课程的学习，使学生了解电磁场与电磁波理论，熟练掌握三种静态场、和时变电磁场掌握平面电磁波的基本传播规律2、通过学习本课程应具备以下能力通过本课程学习，培养学生的逻辑思维能力、独立分析和解决问题的能力，为后继无线通信课程奠定牢固的基础。三、课程教学内容第一章矢量分析重点：理解标量函数的梯度、矢量函数的散度和旋度概念并掌握其基本运算；熟练掌握高斯散度定理、斯托克斯定理

《电磁场与电磁波》课程教学大纲 英文名称：Electromagnetic Field and Wave 课程代码： 一、课程说明 1、课程性质 专业基础课 2、课程的目的和任务 本课程的教学任务:通过本课程的学习，学生应比较全面地了解与掌握电磁场的基本理论与分析 方法，为后续的微波技术、电波传播、微波电路与系统、无线通信等课程的学习奠定基础。 3、适用专业 电子信息工程专业 4、学时与学分 学分：3      学时：48     讲课学时：48      实践学时：0 5、先修课程 大学物理、工程数学、复变函数 6、推荐教材或参考书目 教材名称：《电磁场与微波技术》（上册）（第二版）马冰然 广州、华南理工大学出版社 2006 主要参考书： 《电磁场与电磁波》（第四版） 谢处方 北京，高等教育出版社，2006 《电磁场与波》 冯恩信 西安 西安交通大学出版社 1999.8 7、主要教学方法与多媒体要求 主要教学方法：案例驱动教学 多媒体要求：多媒体教学占20％ 8、考核方式 1、平时成绩（书面作业＋考勤） 2、期末闭卷笔试 3、总成绩 = 笔试成绩（70/100）+ 平时成绩（30/100） 9、课外自学要求 开课期间，需要配合课外学时仔细阅读、理解每章节的内容，并做相应的习题 二、教学基本要求和能力培养要求 1、通过本课程的教学环节，达到以下基本要求 通过对本课程的学习，使学生了解电磁场与电磁波理论，熟练掌握三种静态场、和时变电磁场， 掌握平面电磁波的基本传播规律。 2、通过学习本课程应具备以下能力 通过本课程学习，培养学生的逻辑思维能力、独立分析和解决问题的能力，为后继无线通信课程 奠定牢固的基础。 三、课程教学内容 第一章 矢量分析 重点：理解标量函数的梯度、矢量函数的散度和旋度概念并掌握其基本运算；熟练掌握高斯散 度定理、斯托克斯定理

难点：矢量函数的散度和旋度，高斯散度定理、斯托克斯定理第一节三种常用的坐标系第二节矢量代数第三节标量函数的梯度第四节矢量函数的散度第五节矢量函数的旋度第二章静电场重点：理解静电场的无旋性，理解电场强度和电位函数的定义及其相互关系：理解导体与电介质在静电场中的特性；熟练掌握高斯通量定理及边界条件；理解唯一性定理：掌握几种常用的镜象解法；理解部份电容概念，会计算系统的部份电容、静电场能量和静电力。难点：高斯通量定理及边界条件：掌握镜象解法。第一节库仑定律与电场强度第二节电位第三节静电场中的导体与电介质第四节高斯通量定理第五节泊松方程和拉普拉斯方程第六节分界面上的边界条件第七节唯一性定理第八节镜像法第九节导体系统的电容第十节静电场能量静电力第三章恒定电场重点：理解电流密度定义、焦耳功律密度的概念和电动势的概念；理解电流连续性方程；掌握恒定电场基本方程和边界条件的应用及电导的计算难点：理解电流连续性方程；掌握恒定电场基本方程和边界条件第一节电流密度第二节 欧姆定律和焦耳定律第三节恒定电场的基本方程第四节恒定电场的边界条件第五节恒定电场与静电场的比拟第六节接地电阻第四章恒定磁场重点：理解磁感应强度概念及磁场强度概念；掌握并熟练应用磁通连续性原理、安培环路定律和边界条件；理解失量磁位的定义及矢量泊松方程：理解自感、内自感、互感的定义及掌握计算自感、内自感和互感的方法；理解磁场能量及掌握能量与力的计算。难点：磁通连续性原理、安培环路定律和边界条件第一节恒定磁场的实验定律和磁感应强度第二节磁场的散度和磁通连续性原理第三节 真空中的安培环路定律和恒定磁场的旋度第四节矢量磁位和矢量泊松方程

难点： 矢量函数的散度和旋度，高斯散度定理、斯托克斯定理 第一节 三种常用的坐标系 第二节 矢量代数 第三节 标量函数的梯度 第四节 矢量函数的散度 第五节 矢量函数的旋度 第二章 静电场 重点：理解静电场的无旋性，理解电场强度和电位函数的定义及其相互关系；理解导体与电介质 在静电场中的特性；熟练掌握高斯通量定理及边界条件；理解唯一性定理；掌握几种常用的镜象解 法；理解部份电容概念，会计算系统的部份电容、静电场能量和静电力。 难点： 高斯通量定理及边界条件；掌握镜象解法。 第一节 库仑定律与电场强度 第二节 电位 第三节 静电场中的导体与电介质 第四节 高斯通量定理 第五节 泊松方程和拉普拉斯方程 第六节 分界面上的边界条件 第七节 唯一性定理 第八节 镜像法 第九节 导体系统的电容 第十节 静电场能量 静电力 第三章 恒定电场 重点：理解电流密度定义、焦耳功律密度的概念和电动势的概念；理解电流连续性方程；掌握 恒定电场基本方程和边界条件的应用及电导的计算 难点：理解电流连续性方程；掌握恒定电场基本方程和边界条件 第一节 电流密度 第二节 欧姆定律和焦耳定律 第三节 恒定电场的基本方程 第四节 恒定电场的边界条件 第五节 恒定电场与静电场的比拟 第六节 接地电阻 第四章 恒定磁场 重点： 理解磁感应强度概念及磁场强度概念；掌握并熟练应用磁通连续性原理、安培环路定 律和边界条件；理解矢量磁位的定义及矢量泊松方程；理解自感、内自感、互感的定义及掌握计算 自感、内自感和互感的方法；理解磁场能量及掌握能量与力的计算。 难点： 磁通连续性原理、安培环路定律和边界条件 第一节 恒定磁场的实验定律和磁感应强度 第二节 磁场的散度和磁通连续性原理 第三节 真空中的安培环路定律和恒定磁场的旋度 第四节 矢量磁位和矢量泊松方程

第五节媒质的磁化和安培环路定律第六节标量磁位第七节恒定磁场的基本方程分界面上的边界条件第八节电感第九节磁场能量磁场力第五章静态场的边值问题重点：熟练掌握直角坐标系中解拉氏方程的分离变量法，掌握圆柱坐标系、圆球坐标系中拉氏方程用分离变量法求解的一般过程；掌握正方形网格的有限差分格式，了解有限差分的一般求解过和难点：正方形网格的有限差分格式第一节静态场边值问题的基本概念第二节分离变量法第三节有限差分法第六章时变电磁场重点：理解并熟练掌握麦克斯韦方程组，尤其要理解位移电流概念及其在反映电磁内在联系和电磁波动中的作用；理解时变电场的有旋有散性和时变磁场的有旋无散性以及它们之间的互相联系；理解坡印亭定理和坡印亭矢量概念；理解标量位和矢量位的滞后性及其波动性质；掌握感应电动势的计算；掌握时谐变电磁场的复数运算，并能应用于场量、功率和能量的计算。难点：理解位移电流概念及其在反映电磁内在联系和电磁波动中的作用、印亭定理和坡印亭矢量第一节法拉第电磁感应定律与麦克斯韦第二方程第二节位移电流和全电流定律第三节麦克斯韦方程组第四节分界面上的边界条件第五节坡印亭定理和坡印亭量第六节标量位和矢量位第七节时谐变电磁场第七章平面电磁波重点：熟练掌握理想介质和导电媒质中的均匀平面波的特性及计算；掌握多层平行界面的垂直入射的计算；理解平面波的极化概念及掌握其判别方法；理解驻波概念；理解沿任意方向传播的均匀平面波的表示法及其在平面界面上的垂直入射、反射、及折射，并会利用反射折射定律及费涅尔公式计算入射、反射及折射问题难点：理解平面波的极化概念及掌握其判别方法。第一节波动方程第二节理想介质中的均匀平面波第三节平面波的极化第四节导电媒质中的均匀平面波第五节平面边界上均匀平面波的垂直入射第六节沿任意方向传播的平面电磁波第七节平面边界上均匀平面波的斜入射

第五节 媒质的磁化和安培环路定律 第六节 标量磁位 第七节 恒定磁场的基本方程 分界面上的边界条件 第八节 电感 第九节 磁场能量 磁场力 第五章 静态场的边值问题 重点：熟练掌握直角坐标系中解拉氏方程的分离变量法，掌握圆柱坐标系、圆球坐标系中拉氏 方程用分离变量法求解的一般过程；掌握正方形网格的有限差分格式，了解有限差分的一般求解过 程。 难点： 正方形网格的有限差分格式 第一节 静态场边值问题的基本概念 第二节 分离变量法 第三节 有限差分法 第六章 时变电磁场 重点：理解并熟练掌握麦克斯韦方程组，尤其要理解位移电流概念及其在反映电磁内在联系和 电磁波动中的作用；理解时变电场的有旋有散性和时变磁场的有旋无散性以及它们之间的互相联 系；理解坡印亭定理和坡印亭矢量概念；理解标量位和矢量位的滞后性及其波动性质；掌握感应电 动势的计算；掌握时谐变电磁场的复数运算，并能应用于场量、功率和能量的计算。 难点：理解位移电流概念及其在反映电磁内在联系和电磁波动中的作用、 印亭定理和坡印亭 矢量 第一节 法拉第电磁感应定律与麦克斯韦第二方程 第二节 位移电流和全电流定律 第三节 麦克斯韦方程组 第四节 分界面上的边界条件 第五节 坡印亭定理和坡印亭矢量 第六节 标量位和矢量位 第七节 时谐变电磁场 第七章平面电磁波 重点：熟练掌握理想介质和导电媒质中的均匀平面波的特性及计算；掌握多层平行界面的垂直 入射的计算；理解平面波的极化概念及掌握其判别方法；理解驻波概念；理解沿任意方向传播的均 匀平面波的表示法及其在平面界面上的垂直入射、反射、及折射，并会利用反射折射定律及费涅尔 公式计算入射、反射及折射问题。 难点：理解平面波的极化概念及掌握其判别方法。 第一节 波动方程 第二节 理想介质中的均匀平面波 第三节 平面波的极化 第四节 导电媒质中的均匀平面波 第五节 平面边界上均匀平面波的垂直入射 第六节 沿任意方向传播的平面电磁波 第七节 平面边界上均匀平面波的斜入射

第八节相速与群速四、教学学时分配章节名称讲课课外学课外实厂实验时 验医量分析与场论基础第一章666静电场恒定由第静态场的边值问题6寸变电磁场86平面电磁波习题识

第八节 相速与群速 四、教学学时分配 章节 名称 讲课 实验 课外学时 课外实验 第一章 矢量分析与场论基础 6 第二章 静电场 6 第三章 恒定电场 6 第四章 恒定磁场 8 第五章 静态场的边值问题 6 第六章 时变电磁场 8 第七章 平面电磁波 6 习题课 2 合计 48