电磁场与电磁波（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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焦其祥 编

图书标签:

• 电磁场
• 电磁波
• 物理学
• 高等教育
• 本科教材
• 电磁理论
• 场论
• 电动力学
• 电磁兼容
• 通信

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030266316

版次：2

商品编码：12110924

包装：平装

丛书名： 普通高等教育"十一五"国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2010-02-01

用纸：胶版纸

页数：360

字数：586000

正文语种：中文

内容简介

　　《电磁场与电磁波（第二版）》是北京邮电大学通信工程国家特色专业建设点主干教材。全书共11章，主要讲述电磁场与电磁波的基本理论和计算方法。《电磁场与电磁波（第二版）》在叙述上由浅入深、循序渐进，强调数学与物理概念的结合，思路清晰，易于学习。对一些重要内容和例题采用了不同的分析方法，强调分析方法的多样性，拓展思考空间，扩大适应面。书中配有近百道例题，以帮助学生分析问题，引导学生自学。
　　《电磁场与电磁波（第二版）》可作为高等院校电子信息、通信工程、微波工程及相关专业本科生的教材，也可供相关教学和工程技术人员参考。

内页插图

目录

第二版前言
第一版前言
主要符号、常用参量及梯度、散度、旋度表示式

第1章 矢量分析
1．1 标量场与矢量场
1．2 矢量的运算（加法、点乘、叉乘）
1．3 矢量的通量、散度
1．4 高斯定理
1．5 矢量的环流量、旋度
1．6 斯托克斯定理
1．7 标量场的梯度
1．8 亥姆霍兹定理
习题

第2章 静电场
2．1 静电场的散度方程及旋度方程
2．2 电位及电位梯度
2．3 拉普拉斯方程及泊松方程
2．4 电偶极子
2．5 静电场中的导体
2．6 静电场中的介质
2．7 静电场的边界条件
2．8 导体系统的电容
2．9 静电场能量与静电力
2．10 d函数及其相关性质
习题

第3章 恒定磁场
3．1 恒定磁场的散度方程及旋度方程
3．2 矢量磁位A与标量磁位
3．3 磁偶极子
3．4 恒定磁场中的介质
3．5 恒定磁场的边界条件
3．6 自电感和互电感
3．7 磁场能量和磁场力
习题

第4章 恒定电场
4．1 电流密度
4．2 电流连续性方程
4．3 导电媒质中的恒定电场
4．4 导电媒质中的能量损耗
4．5 恒定电场的边界条件
4．6 恒定电场与静电场的比拟
4．7 考虑介质损耗的电容器
习题

第5章 静态场边值型问题的解法
5．1 静电场的边值型问题
5．2 唯一性定理
5．3 直接积分求解一维场
5．4 分离变量法求解二维、三维场的拉普拉斯方程
5．5 镜像法
5．6 保角变换法
5．7 有限差分法——数值计算法
5．8 格林函数及格林第一、第二恒等式
习题

第6章 交变电磁场
6．1 关于麦克斯韦方程
6．2 电磁感应定律与麦克斯韦第二方程
6．3 安培环路定律与麦克斯韦第一方程
6．4 高斯定律与麦克斯韦第三方程
6．5 麦克斯韦第四方程
6．6 麦克斯韦方程组和辅助方程
6．7 复数形式的麦克斯韦方程
6．8 边界条件
6．9 坡印廷定理及坡印廷矢量
6．10 交变场的位与场
6．11 关于洛伦兹规范
习题

第7章 平面波在无界媒质中的传播
7．1 波动方程及其解
7．2 理想介质中的平面波
7．3 电磁波的极化（偏振）
7．4 导电媒质中的平面波
7．5 损耗角正切tanσ与媒质分类
7．6 良介质中的平面波
7．7 良导体中的平面波
7．8 趋肤效应
7．9 良导体的表面阻抗Zs
7．10 导电媒质的损耗功率
7．11 色散媒质、色散失真及正常色散、反常色散
7．12 铁氧体中的电磁波
习题

第8章 电磁波的反射与折射
8．1 平面波垂直入射到理想导体表面
8．2 平面波垂直入射到理想介质分界面
8．3 平面波斜射到理想导体表面
8．4 平面波斜射到理想介质分界面
8．5 导电媒质分界面上波的反射和折射
8．6 平面波垂直入射到多层介质分界面
8．7 关于菲涅耳公式（R、T）定义的多样性
习题

第9章 双导体传输线——TEM波传输系统
9．1 引言
9．2 TEM波波动方程的特点
9．3 平行导体板传输系统
9．4 双线传输线
9．5 同轴线
9．6 有损耗传输线中的“伪”TEM波
习题

第10章 波导——TE波、TM波传输系统
10．1 矩形波导
10．2 圆波导
10．3 同轴线中的高次模
习题

第11章 电磁波辐射
11．1 交变场的滞后位
11．2 电偶极子
11．3 磁偶极子
11．4 对称振子天线及天线阵概念
11．5 对偶定理
习题
参考文献
附录 常用公式
习题答案

前言/序言

　　本书第二版与第一版相比，在体系上没有大的变化，仍保持了原书的特色，但在内容、例题、习题上都作了局部的增减或修改。
　　为开阔思路，第二版对一些重要问题仍尽力做到“分析方法多样性”，并在每种分析方法前给出简单提要。这对于不同的授课学时，可能会提供多一些的选择余地，也给有兴趣、有潜力的读者预留一些思考空间。
　　新版主要作了如下修改：
　　（1）内容增减。例如，第11章增加了“对称振子天线及天线阵概念”一节；第9章删除了“低损耗传输线”的个别内容；第4章改写了“基尔霍夫电压定律”等内容；第7章重新编排了“电磁波的极化（偏振）”一节的内容。
　　（2）例题及习题的增减。删除了个别过繁或过简的例题，同时也增加了一些概念性较强或有工程应用价值的例题。另外，增加约30道基本概念题，删除或改编了一些习题；调整了部分习题的排列顺序，并对一些题目增加了解题“提示”。
　　感谢对本书出版作出贡献的王亚峰、张欣老师，感谢对本书修改提出宝贵意见的孙咏梅、伍剑、张民老师，这五位都是具有博士学位的中青年教授、副教授；感谢青年教师沈远茂博士所提出的宝贵意见，尤其感谢两位博士生导师顾畹仪、王文博教授多年来对电磁场教学及教材建设所给予的关心和支持。
　　衷心感谢读者和兄弟院校的同行所提出的宝贵意见和建议，并希望继续得到他们的关心和支持。
　　北京邮电大学通信工程专业是教育部批准的第一批高等学校特色专业建设点（TS2055），本书的编写获得了该建设点的资助，其目标是围绕该建设点的建设，打造通信工程专业的精品教材。

现代光学导论：光现象的本质与应用 作者： 张明，李华，王芳 出版社： 科学技术出版社 版次： 2023年第一版 页数： 680页 定价： 128.00元 --- 内容简介 《现代光学导论》是一本全面深入探讨经典光学与现代光学的理论基础、实验方法及其广泛应用的教科书和参考手册。本书旨在为物理学、电子工程、材料科学、生物医学工程等相关专业的高年级本科生和研究生提供一个系统、清晰且具有前沿性的光学知识体系。全书共分十五章，结构严谨，逻辑清晰，理论推导详尽，配有大量实例和习题，力求在夯实基础的同时，引导读者领略光科学的魅力与挑战。 本书摒弃了传统教材中过于侧重电磁场理论推导的冗长过程，转而聚焦于光作为一种基本物理现象的内在规律及其在现代科技中的具体实现。我们认为，理解光的波动性、粒子性以及它们在不同尺度下的相互作用，是掌握现代光学核心的关键。 第一部分：光的基础与几何光学（第1-3章） 第1章：光的本性与发展历程 本章首先回顾了光从伽利略时代的猜想到牛顿的微粒说，再到惠更斯波动说的历史演变。重点阐述了光的电磁本质，引入了麦克斯韦方程组在无源介质中的简化形式，并首次引入了光波的横波特性。同时，本章简要介绍了光与物质相互作用的基本图像，包括吸收、散射和荧光现象的初步概念，为后续的深入分析奠定基础。 第2章：几何光学——光线近似与成像原理 本章详细阐述了基于几何光学近似（光线近似）的成像理论。内容涵盖光的传播定律、费马原理、反射定律和折射定律（斯涅耳定律）。在成像部分，本书系统讲解了平面镜、球面镜和透镜的光学系统设计基础，包括焦点、主平面、焦距的确定。特别地，引入了矩阵光学方法（ABCD矩阵），用以描述复杂光学系统（如多透镜组、棱镜）的系统传播特性，这对于光学仪器的快速设计至关重要。此外，本章还深入讨论了像差理论，包括球差、像散、彗差、像场弯曲和色差等五大几何像差的产生机理及其校正方法，强调了现代成像系统对低像差的要求。 第3章：光学仪器的构造与性能评价 基于前两章的原理，本章聚焦于常见光学仪器的构造和性能评估。详细分析了望远镜（开普勒式、伽利略式）、显微镜（复式显微镜、金相显微镜）和照相物镜的基本成像链。性能评价方面，本书侧重于现代光学中使用的客观指标，如数值孔径（NA）、放大率的物理意义，并引入了调制传递函数（MTF）的初步概念，为过渡到物理光学做好准备。 第二部分：物理光学——波动性的深入探索（第4-8章） 第4章：光的干涉现象 本章是物理光学的核心起点。首先系统回顾了光的叠加原理和相干性概念，区分了时间相干性和空间相干性。详细分析了杨氏双缝干涉、薄膜干涉（包括等厚干涉和等倾干涉）的理论模型和实验实现。特别关注了迈克尔逊干涉仪的结构、工作原理及其在测量微小位移和光波长确定中的应用。此外，本章还讨论了实际干涉条纹的对比度与可见度分析。 第5章：光的衍射现象 本章深入探讨了光绕过障碍物时传播方向偏离的现象。从惠更斯-菲涅耳原理出发，推导了单缝衍射和圆孔衍射的强度分布，并着重分析了衍射极限（阿贝衍射理论）对成像分辨率的根本性制约。随后，本书详细阐述了光栅衍射的原理、结构以及其在光谱分析中的高分辨应用。最后，讨论了夫琅和费衍射和菲涅耳衍射的区域划分与应用场景。 第6章：偏振光 本章专门研究光波的横波特性——偏振。详细区分了自然光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。通过琼斯矩阵和穆勒矩阵，系统分析了起偏器、检偏器、四分之一波片和半波片对不同偏振态光束的作用规律。本章还涵盖了自然界中常见的偏振现象，如斯托克斯公式、布儒斯特角和全反射现象，并讨论了偏振态的测量方法。 第7章：光的吸收、散射与辐射 本章将目光转向光与物质的相互作用。重点分析了朗伯-比尔定律（吸收光谱），解释了分子振动和转动导致的红外和微波吸收。在散射方面，详细区分了瑞利散射（大气蓝天成因）、米氏散射（云的白色成因）以及最重要的拉曼散射及其在分子结构分析中的应用。此外，本章还简要介绍了黑体辐射的基本定律（普朗克定律）和光的自发辐射与受激辐射的概念。 第8章：傅立叶光学与全息术 本章将波动光学与傅立叶分析相结合，展示了现代光学强大的数学工具。阐述了光学系统作为空间滤波器（角谱传播理论）的特性，并详细介绍了傅立叶变换在相干成像和图像处理中的核心作用。在此基础上，本书系统讲解了全息图的记录、再现原理及其三维成像特性，并探讨了数字全息技术的发展。 第三部分：现代光学前沿与应用（第9-15章） 第9章：激光原理与技术 本章是现代光学技术的核心支柱。详细阐述了受激辐射的基本概念，光腔的谐振条件，以及激光器的工作模式（纵模、横模）。重点分析了不同类型的激光器，如气体激光器（He-Ne, $ ext{CO}_2$）、固体激光器（Nd:YAG）和半导体激光器的工作特性。最后，讨论了激光在光纤通信、精密测量和材料加工中的关键作用。 第10章：光导纤维与光通信基础 本章专注于光在介质波导中的传播。详细推导了光纤中的全内反射原理，分析了光纤的模态特性（单模与多模）。重点讨论了影响光信号质量的因素，包括色散（模间色散、材料色散、波导色散）和损耗机制。本章也初步介绍了光纤放大器和光通信系统中的基本构成。 第11章：非线性光学导论 本章面向研究生水平的深入探讨，引入了材料极化强度与电场强度的非线性关系。详细分析了二次非线性效应，如倍频（SHG）、和频产生（SFG）和参量放大。讨论了三阶非线性效应，如自相位调制（SPM）和克尔透镜效应。这些现象是超快激光技术和光通信非线性信道处理的基础。 第12章：光电探测与成像技术 本章关注光的测量和转换。详细介绍了光电效应和光电导效应，重点分析了各种光电探测器的性能参数，如光电二极管、光电倍增管和CCD/CMOS成像传感器的响应机制和噪声分析。探讨了热成像和红外探测技术的原理。 第13章：应用光学：精密测量与传感 本章聚焦于光学在精密测量中的应用。深入讲解了激光多普勒测速仪（LDV）的工作原理，并详细介绍了干涉测量技术，如Fizeau干涉仪、腔长测量和表面形貌分析。还包括激光雷达（LiDAR）的基本概念及其在三维重建中的应用。 第14章：光学信息处理与存储 本章探讨了利用光的空间并行处理能力进行信息处理的技术。介绍了空间光调制器（SLM）的作用，并深入分析了光学相关器在模式识别中的应用。在存储方面，讨论了光盘存储技术（CD/DVD/蓝光）的基本读写原理。 第15章：生物医学光学导论 本章是跨学科的桥梁，介绍了光学在生命科学中的前沿应用。涵盖了荧光显微镜（共聚焦显微镜、双光子显微镜）的成像原理、光学相干层析成像（OCT）的基本技术，以及光动力疗法（PDT）等光学治疗手段的初步概念。 --- 本书特色： 1. 理论与应用紧密结合： 每一部分理论推导后均配有工程或科研中的实例分析。 2. 工具性强： 引入矩阵光学和傅立叶光学，提供现代光学设计和分析的有效工具。 3. 前沿性： 覆盖了从经典成像到非线性光学、生物医学光学的广泛内容，兼顾了基础研究与工程实践的需求。 本书是光学、光电子学专业师生不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，封面那种深邃的蓝色调配上跳跃的橙色线条，仿佛瞬间就能将你拉入一个充满未知与探索的电磁世界。我尤其欣赏的是，尽管内容涉及复杂的物理理论，但排版上却保持着一种令人惊叹的清爽和逻辑性。章节之间的过渡非常自然，小标题的选取也十分精妙，既抓人眼球，又准确地概括了本节的重点。书页的纸张质感非常厚实，即便是长时间翻阅，也不容易产生疲劳感，这对于需要反复查阅公式和图表的理工科学生来说，简直是福音。而且，细节之处彰显了出版方的用心，比如索引做得极其详尽，查找特定概念的速度比其他我用过的教材快了好几倍。翻阅这本书，就像是在欣赏一件精心打磨的艺术品，让人在学习知识的同时，也能享受到阅读的愉悦。这种对书籍本身的重视，远超出了普通教材的范畴，更像是一本值得珍藏的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的专业术语处理和符号规范性达到了教科书的顶尖水准。在理工科学习中，一旦术语或符号使用不一致，极易造成理解上的混乱和计算上的错误。我很欣赏这套教材在全书范围内对符号表示法的严格统一，无论是电场强度、磁感应强度还是坡印廷矢量，其标记都遵循了最主流的国际惯例，并且在首次出现时就给出了清晰的定义和单位。对于复杂的矢量运算和张量分析部分，作者使用了大量的图示来辅助理解，比如用三维立体图来展示磁场线穿过某曲面的方向，这比单纯的数学符号描述要直观得多。这种对精确性和规范性的极致追求，为读者构建了一个可靠、无歧义的学习框架，让学习过程中的“噪音”被降到了最低，从而可以将全部注意力集中在物理本质的理解上。

评分☆☆☆☆☆

关于习题部分的设置，我必须给予高度评价。这套教材的习题量和难度梯度设计得非常巧妙，简直是一条循序渐进的“上山之路”。开头的概念验证题，短小精悍，能迅速帮你确认是否真正理解了基本定义；紧接着的计算题，难度适中，保证了基本的计算熟练度；而最后压轴的综合应用题，往往需要你跳出单一章节的框架，将多个定律和概念进行融合分析，这才是真正考验思维深度的地方。更难能可贵的是，许多例题的解答过程都详尽到令人发指的地步，每一步的逻辑推导都清晰可见，即便是对于那些比较复杂的场分布求解，作者也会给出明确的积分路径和边界条件的设定依据。这让我感觉到，这本书不仅仅是在“教”我知识，更是在“教”我如何像一个物理学家那样去思考和解决问题。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这套教材时，我最大的担忧是它的抽象性和难以理解性，毕竟电磁学向来以“劝退神器”著称。然而，这本书的叙述方式却出乎意料地平易近人。作者似乎深谙初学者的思维障碍，他们没有直接抛出那些令人头晕目眩的矢量微积分，而是通过大量的、贴近实际生活的例子来“润物细无声”地引入概念。比如，对麦克斯韦方程组的阐释，不再是冷冰冰的数学表达，而是通过描述无线电波的产生、传播和接收的完整过程，让那些抽象的场量变得“有血有肉”。书中插入的那些历史小故事和科学家的趣闻轶事，也巧妙地缓解了阅读的枯燥感，让整个学习过程充满了探索的乐趣，而非单纯的记忆。这种叙事技巧，极大地降低了学习门槛，使得即便是基础相对薄弱的读者也能建立起坚实的直观感受。

评分☆☆☆☆☆

从内容的前沿性和深度来看，这本书的表现相当抢眼。它不仅扎实地覆盖了经典电磁场理论的全部核心内容，还非常巧妙地融入了一些现代应用背景的介绍。例如，在讨论波导和腔体谐振时，书中对于微波工程和通信系统的关联性有相当深入的探讨，而不是仅仅停留在理论推导的层面。这种对理论与实践结合的重视，使得这本书的价值超越了单纯的期末考试准备工具。它提供了一个广阔的视角，让你明白这些看似枯燥的矢量分析和偏微分方程，是如何支撑起我们今天所有的无线通信、雷达探测乃至医疗成像技术。对于希望未来从事相关研究或工程领域的读者来说，这本书无疑是打下坚实基础、并能引发进一步钻研兴趣的绝佳起点。