国外电子与电气工程技术丛书·电磁场与波：电磁材料及MATLAB计算 [Electromagnetic Waves，Materials，and Computation with MATLAB] pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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[美] Dikshitulu K. Kalluri 著，马西奎，沈瑶，邹建龙译

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电磁场与波
电磁材料
MATLAB
电气工程
电子工程
电磁兼容
计算电磁学
高等教育
理工科
工程技术

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出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111467137

版次：1

商品编码：11512630

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名：国外电子与电气工程技术丛书

外文名称：Electromagnetic Waves，Materials，and Computation with MATLAB

开本：16开

出版时间：2014-07-01##

具体描述

内容简介

　　《国外电子与电气工程技术丛书·电磁场与波：电磁材料及MATLAB计算》借助MATLAB，采用一种综合的现代方法来阐述电磁波的相关概念，给出了用于求解各种问题的许多新颖计算方法，所涉及的知识面极其广泛。其中包含简单媒质中电磁场的一维、二维和三维问题的时谐方程、波传播的解及其应用，复杂媒质（复杂材料、人工电磁材料、色散媒质、等离子体、运动媒质）中电磁场方程和计算方法，电磁场问题的计算方法（有限差分法、矩量法、有限元法以及时域有限差分法），诸多附录（涵盖一系列相关专题和技术）以及大量习题等内容。

作者简介

Dikshitulu K.Kalluri博士，是马萨诸塞大学洛厄尔分校电气与计算机工程系的教授。他在威斯康星大学麦迪逊分校获得电气工程硕士学位，并在堪萨斯大学劳伦斯校区获得电气工程博士学位。Kalluri博士是电磁材料与光学系统领域中的国际知名学者，在复杂媒质研究方面是世界所公认的开拓者，有很高的造诣。先后与劳伦斯伯克利实验室、加利福尼亚洛杉矶大学、南加利福尼亚大学和田纳西大学的研究小组进行过合作研究。从1984年开始，他任教于马萨诸塞大学洛厄尔分校，担任电磁材料与光学系统（CEMOS)中心的联席主任，并组建了电磁学和复杂媒质研究实验室。Kalluri博士是电子和电信工程师学会的会士，同时也是Eta Kappa Nu荣誉协会和SigmaXi专业协会的会员，发表了多篇学术论文和综述文章。

内页插图

前言/序言

　　有关电磁学的科目至今仍然是电气工程（EE）专业本科阶段的一门核心课程，然而在大多数美国大学中，电磁学的教学课时被缩减到原来的一半（以一门3学分的课程取代了过去的两门课程）。现在拥有电气工程学士学位的毕业生，在更短的时间内匆忙地学习与以前同样的课程内容，常常会忽略对基本概念的理解，而是去记忆大量的公式，他们把这些公式看作基于书中例题来进行计算的窍门。其中有些人幸运地选修了微波技术、RF设计、天线或光纤等后续课程，这样部分地加强了对某一应用领域的理解。利用很容易获得的商业软件，在没有从概念上理解预期的解决方案的条件下，就可以进行程序计算和设计。商业软件是用户友好的以至于我们通常得到一个绚丽多彩的形象化解，即使它是该物理问题的一个错误模拟。毕业后，在新工作中，受到老板一两次温和的斥责时，新毕业的学生才会认识到需要知道要模拟的合适的模型是什么以及期望什么样的定性结果。尽管软件是非常有用的，但是它却不可能代替人们对求解问题时所涉及的每一步骤从概念上的理解。幸运的是，对于新毕业的学生来说，或许有这样一个大学，它提供研究生课程，并且有一个专门的教师或教授，他知道这些被一些顶级公司录用的聪明学生并不比在公司里已经工作了一二十年的老员工笨。另一方面，他们能够轻松自如、非常娴熟地使用计算机与在线资源。他们愿意挑战自己，迅速学会用概念和分析而不是程序计算来思考问题；然而，他们想通过学习一些实例来把所学到的知识与技术应用相结合。除此之外，当发现他们在某一技术领域所深入学到的技术能够应用于另一个具有相同工程科学基础的技术领域时，他们感到很有趣，科技的各个领域之间往往是相通的，电磁理论也是一样。在专门研究以电磁理论为基础的某一技术领域之前，这样的研究生抽不出时间选修超过一门或两门研究生电磁场课程，即使他们本身喜爱电磁场理论。

　　电磁理论是传统的学科，在这方面已经出版了许多优秀的教材。从事电磁学教学和研究的很多人都曾受益于基于经典教材的研究生课程，这些都相当于未商品化的电磁学软件。对于那些依旧喜欢这种传统的电磁场学习和研究方法的人，我们仍然建议他们在两到三年的时间里认真学习这些研究生教材，通过全面掌握所有专题的数学处理方法获得启发。

　　我认为相对于物理专业的学生来说，在给电气工程专业学生讲授电磁场时，可以在所讲授的材料方面做一些巧妙的变化。第一个变化就是利用电气专业学生很强的电路基础知识，把传输线处理为分布参数电路。

　　以下是在选取本书中第一部分到第五部分内容时有关动机、论据和一般主题的一些想法。

　　1）作为分布参数电路，传输线是集总参数电路理论的一种必然推广和延伸。对于电气工程师来说，以电压和电流作为独立变量的传输线上的标量波并不是那样抽象，并给出了适合于电气工程师思考问题的基本框架。传输线比拟，即使它们不是物理上的（人工），似乎也有助于电气工程师掌握更抽象的概念。

　　2）我已经擅自把简单电磁媒质定义为e、u和o都是标量常数的一种媒质。这对应于电路中的集总参数描述，例如，电容C、电感L、电导G或电阻R的定义。它也大致相当于通常在本科生课程中所求解的问题。某些纯粹的理论学者会反对这个定义。

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电磁场与波：原理、应用与现代计算电磁场与波是物理学中最为迷人且至关重要的领域之一，它深刻地揭示了宇宙间最基本的力量之一。从我们赖以生存的光，到驱动现代通信系统的无线电波，再到构成物质基础的微观粒子相互作用，无不与电磁场与波息息相关。本书旨在系统性地阐述电磁场与波的基本原理，深入探讨其在各个领域的广泛应用，并重点介绍如何借助现代计算工具，尤其是MATLAB，来分析和解决复杂的电磁问题。第一部分：电磁场理论基石本书的开篇将从电磁学的基本定律和概念入手，为读者构建坚实的理论基础。我们将从静电学开始，回顾库仑定律、电场强度、高斯定律，以及电势的概念。这一部分将深入讲解电场的性质，包括均匀电场、点电荷电场、偶极子电场等，并探讨电场在不同介质中的行为，如绝缘体和导体。接着，我们将转向静磁学，介绍毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理，以及磁场强度和磁矢势。我们将分析载流导线、螺线管、环形电流所产生的磁场，并探讨磁性材料的性质，包括磁化强度、磁导率等。随后，是本书最为核心的部分之一：电磁感应。法拉第电磁感应定律将是重中之重，我们将详细分析感应电动势的产生机制，以及楞次定律如何描述感应电流的方向。电磁感应是发电机、变压器等众多现代电气设备工作的基本原理，理解其精髓对于电气工程领域至关重要。在此基础上，我们将进一步探讨位移电流的概念，以及麦克斯韦方程组的完整形式。麦克斯韦方程组是电磁学的“牛顿定律”，它统一了电、磁、光等现象，预言了电磁波的存在，并奠定了现代物理学的基础。我们将详细分析四个麦克斯韦方程的物理意义，以及它们在不同参考系下的表现。第二部分：电磁波的传播与特性在掌握了麦克斯韦方程组后，我们将自然而然地进入电磁波的范畴。本部分将深入分析均匀介质中电磁波的传播，包括平面电磁波的产生、传播方向、偏振等特性。我们将推导出电磁波的速度公式，并解释其与介电常数和磁导率的关系，从而深刻理解电磁波本质上是电场和磁场的相互激发与传播。我们将详细探讨电磁波在各种传播介质中的行为，包括反射、折射、透射、吸收等现象。菲涅尔方程将是分析界面上电磁波行为的关键工具，我们将讲解全反射、布儒斯特角等重要概念。此外，本书还将深入研究电磁波的衍射和干涉。惠更斯原理将作为理解衍射现象的基础，我们将分析单缝衍射、双缝衍射等经典实验，并探讨衍射在光学仪器和通信系统中的应用。第三部分：电磁场的边界条件与特殊情况电磁场在不同介质的界面上的行为遵循特定的边界条件。本部分将系统性地介绍电场和磁场在理想导体、介质界面上的边界条件，并讲解如何利用这些条件来求解复杂的电磁场问题，例如电荷分布在导体表面、磁场穿过不同磁性材料界面等。我们将探讨电磁场在波导中的传播。波导是引导电磁波传输的重要结构，本书将分析无限长平行板波导、矩形波导、圆波导的结构和工作原理，重点讲解其传输模式（TE模式、TM模式、TEM模式）的产生条件、截止频率以及色散关系。理解波导的工作原理对于微波工程、射频工程等领域至关重要。第四部分：现代计算方法在电磁场问题中的应用在理论知识的基础上，本书将重点引入现代计算方法，特别是MATLAB，来解决实际的电磁场问题。MATLAB强大的数值计算和仿真能力，能够帮助我们处理解析法难以求解的复杂模型。我们将介绍几种常用的数值计算方法，包括：有限差分时域法 (FDTD): 这是一种直接在时域中离散化麦克斯韦方程组的方法，非常适合分析电磁波的瞬态传播和动态响应。我们将讲解FDTD算法的基本原理、网格剖分、边界吸收层（PML）的构建，并通过MATLAB实例演示如何用FDTD模拟平面波传播、散射问题等。有限元法 (FEM): FEM是一种在频域中求解电磁场问题的强大方法，尤其适用于处理复杂几何形状和非均匀介质。我们将介绍FEM的基本思想，包括单元剖分、形函数、弱形式的建立，并通过MATLAB演示如何用FEM分析天线辐射、散射截面等问题。积分方程法 (Method of Moments, MoM): MoM是一种常用的用于求解电磁散射和辐射问题的数值方法，它将微分方程转化为积分方程，并在求解时采用矩量法进行离散化。我们将讲解MoM的基本原理，以及如何利用MATLAB实现MoM求解简单散射体和天线问题。在介绍这些数值方法的同时，本书将通过大量的MATLAB代码示例，一步步引导读者如何编写程序来模拟和分析电磁场现象。这些示例将涵盖从简单的电场分布可视化，到复杂的电磁波传播仿真，旨在让读者掌握将理论知识转化为实际计算能力。第五部分：电磁场与波的实际应用本书的最后一部分将聚焦于电磁场与波在现实世界中的广泛应用，进一步巩固读者的理解。通信系统: 从手机通信到卫星通信，无线电波和微波是信息传输的载体。我们将讨论天线的设计与原理，以及电磁波在自由空间和复杂环境中的传播特性如何影响通信质量。成像技术: 雷达、医学成像（如MRI）等都依赖于电磁波的发射、接收和分析。我们将探讨这些技术中电磁场与波的原理。材料科学: 新型电磁材料（如超材料）的出现，为电磁波的控制和应用带来了新的可能。我们将简要介绍这些材料的设计理念和潜在应用。能源技术: 电磁感应是发电机和变压器的核心，而电磁场在感应加热、无损检测等领域也发挥着重要作用。微波技术: 微波炉、微波通信、雷达等都属于微波技术的范畴，本书将探讨微波器件和系统的基本原理。通过对这些应用的介绍，读者将能够深刻认识到电磁场与波理论的实际意义和巨大价值。总结本书力求在理论深度和实践应用之间取得平衡。通过清晰的逻辑结构、严谨的数学推导和丰富的MATLAB计算实例，我们希望能够帮助读者建立起对电磁场与波的全面认识，掌握分析和解决复杂电磁问题的关键技能，并激发他们对这一迷人领域的进一步探索和研究。无论您是电子信息、通信工程、物理学等专业的学生，还是相关领域的科研人员和工程师，本书都将是您学习和工作中的宝贵参考。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这套“国外电子与电气工程技术丛书”的《电磁场与波：电磁材料及MATLAB计算》一直是我非常期待的读物，虽然我还没有完全深入阅读，但仅仅从前期的浏览和对目录的初步了解，就足以让我对它的内容和深度充满信心。从我所接触的领域来看，电磁场与波是电子信息科学和电气工程的基石，而电磁材料作为支撑这些技术发展的关键，其重要性不言而喻。这本书的题目就精准地抓住了这一核心，将理论与实际应用紧密结合。我特别关注其中关于电磁材料的部分，例如介质、导体、磁性材料的特性，以及它们在不同频率范围下的行为差异。这类内容对于理解雷达、天线、微波器件等实际应用至关重要。更何况，它还强调了MATLAB计算的应用，这对我来说简直是锦上添花。在当今工程领域，仿真和计算能力已经成为解决复杂问题的必备技能。能够通过MATLAB学习如何建立电磁场模型、进行仿真分析，并将理论知识转化为可执行的计算，这对我来说无疑是一个巨大的优势。我期待书中能有足够详实的案例，能够让我边学边练，真正掌握这些前沿技术。

评分☆☆☆☆☆

从一个对电磁学充满好奇的业余爱好者角度来看，这本《电磁场与波：电磁材料及MATLAB计算》的书名就充满了吸引力。虽然我对其中的许多概念还不完全熟悉，但我能感受到这本书的深度和广度。电磁场与波本身就是一个迷人的领域，而电磁材料的引入更是将理论与现实联系起来。我非常期待书中能用相对易懂的方式介绍各种材料的电磁特性，比如为什么有些东西会导电，有些东西会阻挡电磁波。而MATLAB计算这个部分，更是让我看到了将抽象概念转化为实际应用的希望。我希望书中能有一些简单的例子，让我能够通过MATLAB来“玩转”电磁场，比如模拟一个简单的天线发出的电磁波，或者看看不同材料对信号的衰减效果。即使我不能完全理解所有的数学公式，但通过MATLAB的可视化和交互性，我仍然能够从中获得很多启发和乐趣。我期待这本书能够激发我更深入地探索电磁学的世界，并为我提供一个坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于广大致力于电磁场与波研究的学者和学生来说，无疑是一份宝贵的资源。我对其结构和内容安排给予高度评价，特别是将电磁材料和MATLAB计算这两个重要的方面整合在一起。电磁材料是构建各类电磁器件的基础，而MATLAB计算则为分析和设计提供了强大的工具。我期待书中能够深入探讨不同类型电磁材料的微观结构与宏观电磁响应之间的关系，例如介电常数、磁导率、损耗因子等参数如何影响波的传播和吸收。同时，我也非常看重书中MATLAB在电磁场仿真中的应用，特别是数值方法的讲解，例如有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）等。如果书中能够提供这些方法的原理介绍，并结合MATLAB代码示例，指导读者如何建立模型、设置参数、运行仿真并分析结果，那么这本书的实用价值将大大提升。我希望这本书能成为我深入理解电磁现象、解决实际工程问题的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初入电磁场与波领域的研究生，对于许多概念的理解还停留在基础层面。拿到这本《电磁场与波：电磁材料及MATLAB计算》后，我立刻被它严谨而又系统化的内容所吸引。虽然书名听起来有些学术化，但它的实际内容却为我打开了一扇通往更深层理解的大门。我尤其对书中关于边界条件的处理和麦克斯韦方程组在不同介质中的应用进行了重点关注。这些看似枯燥的数学推导，实际上是理解电磁波传播、反射、折射等现象的关键。书中所采用的MATLAB计算方法，更是将这些理论概念具象化，让我能够通过实际的编程操作，直观地感受电磁场的行为。例如，在模拟电磁波在分界面传播时，通过MATLAB生成可视化的结果，比单纯阅读文字描述更能加深我的理解。我非常期待书中能有更多关于阻抗匹配、电磁散射等高级主题的讲解，并且能够结合MATLAB提供详细的计算流程和代码示例，帮助我解决在实际项目中所遇到的难题。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名有着多年工程实践经验的工程师来说，理论知识的更新和工程方法的优化始终是我关注的焦点。这本《电磁场与波：电磁材料及MATLAB计算》恰好满足了我这方面的需求。我尤其欣赏书中对于各种新型电磁材料的介绍，例如超材料、纳米材料等，这些材料的出现正在深刻地改变着电磁器件的设计和性能。了解它们的特性、制备方法以及在实际应用中的优势，对于我保持技术领先至关重要。更重要的是，书中强调的MATLAB计算能力，与我在实际工作中遇到的复杂问题高度契合。许多工程设计都需要进行大量的数值模拟和参数优化，而MATLAB正是完成这些任务的强大工具。我期望书中能够提供一些实际工程案例的仿真分析，例如天线阵列的设计、屏蔽材料的性能评估，以及电磁兼容性（EMC）的仿真等，并给出详细的MATLAB脚本和结果解读，这样我就可以将书中的知识直接应用到我的工作中，提高效率，规避风险。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

挺不错速度还快，棒棒哒

评分☆☆☆☆☆

翻译的非常糟糕，属于直译的那种，语句不通，专业术语常有错误。

评分☆☆☆☆☆

挺好的，以前从来不去评价的，不知道浪费了多少积分，自从知道评论之后京豆可以抵现金了，才知道评论的重要性，京豆的价值，后来我就把这段话复制了，走到哪里，复制到哪里，既能赚京东，还非常省事，特别是不用认真的评论了，又健康快乐又能么么哒

评分☆☆☆☆☆

就是matlab内容太少。算算电磁场

评分☆☆☆☆☆

脉络还是挺清晰的，不错的一本书，值得推荐。

评分☆☆☆☆☆

翻译的非常糟糕，属于直译的那种，语句不通，专业术语常有错误。