电磁场与电磁波学习指导与典型题解(高等学校电子信息类专业系列教材)

本书是高等院校电子信 息类专业主干基础课程“电 磁场与电磁波”配套的教辅 图书，是教育部一流本科课 程“电磁场与电磁波”建设的 配套图书。作者在清华大学 出版社出版了《电磁场与电 磁波》《MATLAB电磁场与 微波技术仿真》，从而构建 了以主教材、虚拟仿真辅助 教材、习题集为一体的立体 化教材体系。在编写体例上 ，本书每章都包括思维导图 、知识点归纳、主要内容及 公式、重点与难点分析、典 型例题分析、课后习题详解 、核心MATLAB代码、科技 前沿知识以及考研真题分析 等。 本书适合作为高等院校 电子信息、通信工程和电气 信息类等专业“电磁场与电 磁波”课程的配套教材，也 可供从事相关工作的工程技 术人员参考。

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，身体力行倡导研究型教学和本科生科研，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”，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 矢量分析思维导图 1.2 知识点归纳 1.3 主要内容及公式 1.3.1 矢量的代数运算 1.3.2 标量场的梯度、矢量场的散度与旋度等运算 1.3.3 矢量积分定理 1.3.4 三种常用坐标系 1.4 重点与难点分析 1.4.1 矢量代数恒等式的证明方法 1.4.2 矢量场、标量场的定义及物理意义 1.4.3 矢量偏微分算符的引入及其作用 1.4.4 混合微分运算及其证明 1.4.5 场的不同坐标系下的表达方式及其互相转换 1.4.6 不同坐标系下的梯度、散度、旋度和拉普拉斯运算 1.4.7 梯度和方向导数的关系 1.4.8 通量和散度 1.4.9 环流和旋度 1.4.10 亥姆霍兹定理及其意义 1.5 典型例题分析 1.6 课后习题详解 1.7 核心MATLAB代码 1.8 科技前沿中的典型矢量分析问题求解 1.8.1 广义正交曲线坐标系中的线元矢量和拉梅系数 1.8.2 广义正交曲线坐标系中梯度、散度和旋度及拉普拉斯运算的表达式 1.9 著名大学考研真题分析 第2章 静电场 2.1 静电场思维导图 2.2 知识点归纳 2.3 主要内容及公式 2.3.1 库仑定律和电场强度 2.3.2 真空中静电场的性质 2.3.3 静电势 2.3.4 电偶极子及介质的极化 2.3.5 静电场的边界条件 2.3.6 电容和静电场的能量 2.4 重点与难点分析 2.4.1 电场强度的矢量积分是如何完成的 2.4.2 电场强度的无旋性及关于电势的等价关系 2.4.3 介质==真空？关于极化的一个理解 2.4.4 为什么计算电荷密度时总差一个负号 2.4.5 切向电场连续的严格证明 2.4.6 束缚电荷密度的另一种证明方法 2.4.7 电场无旋性和有散性的数学证明 2.4.8 为什么进行曲线积分时会差一个负号 2.4.9 静电场的基本问题及电场强度的求解方法 2.5 典型例题分析 2.6 课后习题详解 2.7 核心MATLAB代码 2.7.1 基于quiver函数的力线绘制方法