电磁场与电磁波（第2版）

本书是教育部高等学校电子信息类专业教学指导 委员会规划教材，高等学校电子信息类专业系列教 材，兰州大学国家级“一流课程”使用教材。全书共分 7章，从矢量分析与场论入手，着重讨论电磁场与电 磁波的基本内容，包括矢量分析、静电场、稳恒电场与 磁场、静态场边值问题的解法、时变电磁场、电磁波的 传播、电磁波的辐射等内容。书末有部分习题参考答案 和附录（三种常用坐标系下涉及的场论公式、重要 的矢量恒等式、希腊字母表、常用保角变换对照表等） 。 本书具有“一石三鸟”的功效。具体使用中，可 以单纯将本书作为教科书使用，并使用配套的教学幻灯 片；也可以将各章节中的MATLAB代码汇总，支撑相关 课程的虚拟仿真实验或者课程设计；还可以将所 涉及的科技前沿内容和电磁应用部分汇集，作为创新创 业学院或者大学生科研的案例来实施。 本书适合电子信息类、电气类专业的本科生使用 ，尤其适合开展研究型教学的基础理论班、创新人才 培养基地等使用，对于大学生进行科研有积极的促进作 用；也可以作为相关专业研究生的参考教材。

梅中磊：兰州大学信息科学与工程学院副院长、教授、博士生导师，兰州大学第六届学术委员会委员，甘肃省教学名师，“飞天学者”特聘教授，“宝钢”优秀教师，甘肃省青年教师成才奖获得者，兰州大学第三届我最喜爱的“十大教师”和“师德标兵”。长期从事本科生课程“电磁场与电磁波”“数学物理方法”及研究生课程“电磁数学”的讲授。倡导研究型教学和本科生参与科研实践，并开展相关教学研究。主持“研究型教学在‘电磁场理论’课程中的实践及示范应用”项目，获省级教学成果二等奖。主要研究领域为新型人工电磁材料及器件等。先后主持和参与国家自然科学基金、甘肃省自然科学基金等科研项目，2014年获得省高校科技进步一等奖。近年来在国际期刊发表高水平SCI论文50余篇，其中指导本科生在美国《物理评论快报》发表论文2篇。

第1章 矢量分析 1.1 矢量的代数运算 1.1.1 标量场和矢量场 1.1.2 标量积与矢量积 1.1.3 矢量的混合积 1.2 标量场的梯度、矢量场的散度与旋度 1.2.1 标量场的梯度 1.2.2 矢量场的散度 1.2.3 矢量场的旋度 1.2.4 标量场的拉普拉斯运算 1.3 矢量积分定理 1.3.1 高斯散度定理 1.3.2 斯托克斯定理 1.3.3 格林定理 1.4 三种常用坐标系 1.4.1 坐标变量和基本单位矢量 1.4.2 坐标变量之间的关系 1.4.3 基本单位矢量之间的关系——单位圆法 1.4.4 三种常用坐标系中的线元、面元和体元 1.4.5 三种常用坐标系中的梯度、散度、旋度及拉普拉斯运算表达式 *1.5 MATLAB绘制矢量场和标量场 本章小结 习题 第2章 静电场 2.1 库仑定律和电场强度 2.1.1 库仑定律 2.1.2 电场强度 2.1.3 场的叠加原理和库仑场强法 2.1.4 点电荷密度的数学表示 2.1.5 电力线 *2.1.6 用MATLAB绘制电力线 2.2 真空中静电场的性质 2.2.1 E通量 2.2.2 高斯定理 2.2.3 静电场的无旋性 2.2.4 真空中静电场的基本方程 2.3 静电势 2.3.1 静电势的基本概念 2.3.2 计算电场的电势法 2.3.3 等势面 2.3.4 电势的微分方程 2.4 电偶极子 2.4.1 电偶极子的电场 2.4.2 均匀外电场对电偶极子的作用 2.5 电介质的极化和电位移矢量 2.5.1 电介质的极化和电极化强度 2.5.2 束缚电荷 2.5.3 电位移矢量和介质中的高斯定理 2.5.4 介质中静电场的基本方程 *2.5.5 极化相消的隐形机理