电磁场理论复习提纲

电磁场理论复习提纲

一、矢量分析与场论基础

主要内容与问题：

① 矢量及矢量的基本运算；

② 场的概念、矢量场和标量场、源的概念、场与源的关系； ③ 标量函数的梯度，梯度的意义；

④ 正交曲线坐标系的变换，拉梅系数；

⑤ 矢量场的散度，散度的意义与性质，正交曲线坐标系中散度的计算公式； ⑥ 矢量函数的旋度，旋度的意义与性质，正交曲线坐标系中散度的计算公式； ⑦ 矢量场的基本性质，矢量场的构成，Helmholtz定理。

二、 宏观电磁场实验定律

主要内容与问题：

① 库仑定律，电场的定义，电场的力线；

② 静电场的性质（Gauss定理，静电场的散度、旋度及电位概念）； ③ Ampere定律；磁感应强度矢量的定义，磁场的力线； ④ 恒定电流磁场的性质（磁场的散度、旋度和矢势概念）； ⑤ Faraday电磁感应定律，电磁感应定律的意义； ⑥ 电流连续原理（或称为电荷守恒定律）

⑦ 电磁场与带电粒子的相互作用力，Lorentz力公式。

三、 介质的电磁性质

主要内容与问题：

① 介质的极化、磁化现象；电磁场与介质的相互作用的物理过程； ② 极化电荷分布的特点与性质；

③ 极化电流、磁化电流与传导电流的定义及产生的物理机制；它们异同点； ④ 介质的极化现象及其描述方法，极化强度矢量；电位移矢量； ⑤ 介质的磁化现象及其描述方法，磁化强度矢量；磁场矢量； ⑥ 介质的色散现象，色散现象产生的原因； ⑦ 介质的基本分类方法。

四、宏观Maxwell方程组

主要内容与问题：

① 静电场与恒定电流磁场与电流连续性原理的矛盾； ② 位移电流及其意义；

③ 宏观电磁场运动的Maxwell方程组； ④ Maxwell方程组的物理意义；

⑤ 宏观Maxwell的微分形式、积分形式、边界条件； ⑥ 宏观Maxwell方程组的完备性； ⑦ 电磁波方程、基本解及其基本性质。

五、静态电磁场

主要内容与问题：

① 电位（势）函数与电场的关系，静电场方程；

② 恒定电流磁场，磁矢势与恒定电流磁场，磁矢势的方程； ③ 磁场的标量位函数，磁标位及其方程； ④ 静态电磁场的边界条件；

⑤ 导体系统的电容； ⑥ 载流线圈的电感；

⑦ 静态电磁场的能量，静态电磁场中导体系受力。

六、 静态电磁场的求解

主要内容与问题：

① 静态电磁场的唯一性定理，唯一性定理的意义；

② 分量变量方法（分离变量的主要思想、方法和关键问题）；

③ 积分变换方法（积分变换的主要思想、方法和关键问题）；

④ Green函数求解静态电磁场的基本原理，Green函数的物理意义； ⑤ 导出静态电磁场Green函数表示，证明Green函数的互易性； ⑥ 镜像法的原理，应用条件和物理意义；

⑦ 应用镜像法求上半空间、圆柱壳内外空间、球壳内外空间的Green函数。

七、 势函数的展开及应用

主要内容与问题：

① 静电场势函数的电多极矩展开； ② 电多极矩的定义及意义；

③ 小电荷体系与外场相互作用能；

④ 应用虚功原理导出外场中小电荷体系受到的作用力和力矩。

八、 时变电磁场

主要内容与问题：

① 时变电磁场的基本方程和基本问题；

② 时变电磁场的势函数；势函数的非唯一性；规范变换及其物理意义； ③ 规范变换与规范变换的不变性，库仑规范，Lorentz规范变换； ④ D’Alembert方程及其解，推迟势的物理意义；

⑤ 推导Poynting定律、能量密度、能流密度—Poynting矢量表达式； ⑥ 分析电力系统、自由空间、同轴线系统传输电磁波能量原理； ⑦ 时变电磁场与时谐电磁场，时变电磁场的时谐展开及其意义； ⑧ 时谐电磁场的势函数及其方程； ⑨ 为什么时谐电磁场不需要初始条件；

⑩ 在实际应用中，如何表现时变电磁场的初始条件及其影响。

九、 时谐电磁场的求解方法

主要内容与问题：

① 无界空间时谐电磁场方程的基本解—平面电磁波及其性质；

② 平面电磁波的极化及其描述方法，线极化、椭圆极化、圆极化；

③ 时谐电磁场方程的分离变量、积分变换、Green函数，镜像原理求解方法； ④ 如何理解时变电磁场的镜像原理，导出时变电磁场源镜像基本方法； ⑤ 证明无源空间时谐电磁场的独立分量只有两个。

十、 电磁波的辐射

主要内容与问题：

① 电磁波辐射的机理、过程与计算公式；

② 辐射场的三个区域划分方法，场的结构与特点； ③ 电（磁）偶极子的辐射特性；

④ 天线辐射电磁波的极化特性，设计辐射圆极化电磁波的天线系统； ⑤ 天线的基本概念、基本参数及其意义；

⑥ 相控阵天线的基本概念，工作原理及其应用。

十一、 广义Maxwell方程组

主要内容与问题：

① Maxwell方程的对称性，对偶原理；

② 等效磁荷和磁流概念，广义Maxwell方程组； ③ 等效磁荷和磁流的物理意义及其等效方法；

④ 应用广义Maxwell方程组求解缝隙天线的辐射； ⑤ 时变电磁场的镜像原理、方法与应用； ⑦ 缝隙天线及其辐射性质。

十二、 电磁波的传播

主要内容与问题：

① 电磁波波阻抗概念，等效阻抗及其应用； ② 平面波的反射、折射及应用，全反射现象； ③ 导电介质中的电荷分布特点；

④ 导电介质中电磁波方程，复介电常数；

⑤ 导电介质中波矢量，衰减常数、相位常数； ⑥ 导电介质中电磁波的传播特点，趋肤效应； ⑦ 导电介质中电场、磁场的能量关系；

⑧ 介质的色散特性，色散产生的物理原因；

⑨ 电磁波的速度、相位传播速度、能量传播速度、群速度； ⑩ 电磁波信号，色散介质中电磁波信号传播的特点和问题； ? 电磁波的绕射现象，Huygens-Fresnel原理与Kirchhoff公式，小孔衍射； ? 电离层的形成及其基本常数，等离子体的基本特性； ? 磁化等离子体的张量介电常数； ? 电离层中平面电波传播基本特点及应用； ? 电离层中平面电波传播的基本模式。

十三、 电磁波的传输

主要内容与问题：

① 电磁波的传输与传播的异同点； ② 电磁波系统传输应具有那些特点；

③ 分析产生双导线、同轴线、金属波导等传输系统的原因。

十四、 电磁场与电磁波的应用问题

主要内容与问题：

① 简述卫星通信与天波雷达工作的基本原理； ② 简述对潜（艇）通信的困难及其特点；

③ 简述雷达工作的基本原理；目标参数测量的基本方法和原理； ④ 简述卫星定位系统的工作的基本原理和定位方法； ⑤ 了解电磁波的频谱结构及其应用特点。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cpc3.html