通信--电磁场与电磁波2015大纲
高中物理：3.2《电磁场与电磁波》-课件(粤教版选修3-4)
案为D
能力· 思维· 方 法
【例2】在以下几种反映电场随时间变化的图像 中，能够产生磁场的是BCDE；能够形成电磁波 的是CE.
能力· 思维· 方 法
【解析】稳定的电场周围没有磁场，均匀变 化的电场周围空间产生稳定的磁场，非均匀 变化的电场周围空间产生变化的磁场，振荡 电场周围产生振荡的磁场.
能力· 思维· 方 法
5.在LC振荡电路中，已知L=1.0×10-2H， C=1.0×10-10F，从开始放电起到振荡 电流第一次达到最大，经历的时间为 1.57×10-6s，该电路产生的电磁波的波长 为1884m.
能力· 思维· 方 法
【例1】关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法 正确的是( D ) A.在电场周围空间一定产生变化的磁场
——电磁波是横波
2、遵从波的一般规律： v=λf 且能产生反射、折射、衍射、干涉等现象
3、真空中的电磁波速：c=3.0×108 m/s 4、电磁波的发射过程就是辐射能量的过程
5、电磁波的传播不需要介质
科学历程
麦克斯韦 →建立电磁场理论→预言电磁波的存在
20多年后
赫兹 →实验证实 →测定λ、f——得到波速C 研究电磁波的反射、折射、 衍射、干涉等
D.减小、增大和不变均有可能
3.为了使发射的电磁波的波长增为原来 的2倍，可以将振荡电路的电容( A ) A.变为原来的4倍 B.变为原来的2倍 C.减为原来的一半
D.减为原来的1/4
4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的 是( D )
A.波长越长，传播速度越快
B.频率越高，传播速度越快 C.发射量越大，传播速度越快 D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
电磁场与电磁波
伟大的物理学家——
电磁场与电磁波第二版答案陈抗生
电磁场与电磁波第二版答案陈抗生【篇一：2011版电磁场与电磁波课程标准】xt>课程编号：适用专业：总学时数：学分：07050021 通信工程本科理论32学时 3一、课程目的及性质电磁场与电磁波是通信技术的理论基础，通过本课程的学习，使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。
使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以及分析方法。
培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生学会用场的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。
为后续课程打下坚实的理论基础。
二、本课程的基本内容第一章矢量分析（一）教学目的与要求1、理解矢量的标积和矢积；2、理解标量场的方向导数与梯度；3、理解矢量场的通量、散度与散度定理；4、理解矢量场旋度的散度，标量场梯度的旋度；5、理解亥姆霍兹定理、正交曲面坐标系。
（二）教学的重点与难点 1、 2、 3、矢量场中的散度定理和斯托克斯定理；无散场、无旋场的含义；格林定理。
（三）课时安排理论6课时（四）主要内容第一节：标量与矢量（1）课时 1、 2、 3、矢量的代数运算矢量的标积与矢积标量场的方向导数与梯度第二节：矢量场（1）课时 1、矢量场的通量、散度与散度定理 2、矢量场的环量、旋度与旋度定理第三节：无散场与无旋场（1）课时1、矢量场旋度的梯度2、标量场梯度的旋度3、格林定理第四节：矢量场的基本定义和坐标系 1、格林定理2、矢量场的唯一性定义3、亥姆霍兹定理4、正交曲面坐标系（3）课时第二章静电场（一）教学目的与要求 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、8、（二）教学的重点与难点 1、 2、 3、 4、电荷分布与电场强度、电位的关系式；静电场边界中：束缚电荷与电场，极化强度的关系；电场能量；虚位移方法在求解电场作用力的应用。
理解电通量定理，电场线及电场强度方向；理解真空中静电场的积分和微分形式；理解电荷的面密度和线密度与电位、电场强度的关系；理解束缚电荷与极化强度的关系；理解介质中静电场的微分与积分形式；理解静电场的边界条件；理解电容与电场能量的关系；理解虚位移方法在求解作用力的方法在常电荷，常电位系统中的应用。
电磁场与电磁波教案
教师备课教案本
(理论课程)
系别：电子工程系
课程名称：电磁场与电磁波
教师姓名：刘咏梅
授课时间：2010－2011学年第一学期
电子科技大学中山学院
教师授课计划*
1、教师首次授课时应将本计划告知学生；
2、理论课程教案一般以2节课或3节课为一个单元编写，“授课总次数”即单元总数。
填表日期：2011年02 月28 日
教案
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
*“教学后记”是授课完毕之后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结，因此，教师应及时手写补充完整本部分内容。
第三课时电磁场和电磁波讲课文档
典例剖析
【例2】 电磁波与声波比较( )
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质 B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大 C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大 D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关
第29页，共43页。
[解析] 可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析选项A、B 均与事实相符,所以A、B项正确.根据λ= ,电磁波速v度变小, 频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,所f 以选项 C正确.电磁波在介质中的速度,与介质有关,也与频率有关,在同 一种介质中,频率越大,波速越小,所以选项D错误,故选ABC.
传播方 式 地波
地波和 天波 天波
主要用途
超远程无 线电 通信和导 航 调幅无线 电广播､电 报､通信
第12页，共43页。
微 米波 波
分米 波 厘米 波 毫米 波
10 m~1 m 30 MHz~300 MHz
近似 直线 传播
1 m~0.1 m 300 MHz~3000 直线
MHz
传播
10 cm~1 3000
(2)雷达用的是微波波段,因为电磁波波长越短,传播的直线性越好,反
射性越强.活学活用
第20页，共43页。
3.雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备,它可以向一定 方向发射不连续的电磁波,当遇到障碍物时要发生反射.雷达在发射
和接收电磁波时,在荧光屏上分别呈现出一个尖形波.某型号防 空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s.现在
第31页，共43页。
典例剖析 【例3】 雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间是1μs,两次发
电磁场与电磁波实验指导书
《电磁场与电磁波》实验指导说明书一*同轴测量线西华师范大学计算机学院目录第一部分产品说明 (3)一、系统简介 (2)二、系统特点 (2)三、系统组成 (2)四、性能指标 (3)五、系统主要部件参数 (3)第二部分实验内容 (6)实验一电磁波的频率和功率测试 (6)实验二电磁波感应器的设计与制作 (9)实验三位移电流的测试及计算 (12)实验四天线方向图的测试--功率测试法 (15)实验五电磁波波节、波幅及波长的测试 (20)实验六电磁波的极化实验 (24)实验七电磁波的PIN调制特性 (27)实验八天线方向图的测试一电压测试法 (30)实验九同轴测量线的驻波测试 (34)实验十反射系数及驻波相位的测试 (37)第三部分射频连接器示意图 (40)第一部分产品说明一、系统简介电磁场电磁波及天线技术是通信工程、电子工程、电磁场与电磁波、微波技术、天线技术类专业必不可少的一门实验课程，本系统包含功率测试、频率测试、方波信号产生，电磁波产生器、功率放大器、选频放大器等，具有电磁波极化特性测试，天线方向图测试、静电场中位移电流测试等多种功能，加深学生对电磁波产生（调制卜发射、传输和接收（检波）过程及终端设备相关特性的认识，培养学生对电磁场电磁波及天线的理解、应用创新能力。
二、系统特点1实验系统面向《电磁场与电磁波》的课程建设，紧密配合教学大纲，通过直观生动的实验现象及操作，完成对电磁场与电磁波相关特性的测试。
2、系统内置1kHz方波可调信号源、选频放大器，在完成对电磁波PIN调制功能的同时，可用于对天线方向图的测试，而无需选配其他实验装置。
3、本装置电磁波发射可选大功率或小功率2路输出，方便做不同实验时的自由切换，输出端口均为标准的N型接头。
4、采用数字显示方式，在提高准确性的基础上，更能方便感应器在任何位置归零，直接读取数值。
5、实验系统自带频率计及功率计，用于对发射电磁波频率、功率的测试及校准。
6、完成电磁波的极化特性测试、场电流的测试及终端天线增益的测试。
电磁场与电磁波信息对抗技术教学大纲-
《电磁场与电磁波》课程教学大纲课程代码：110031107课程英文名称：Electromagnetic Field Theory Fundamentals课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：探测制导与控制技术、信息对抗技术大纲编写（修订）时间：2017年5月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是探测制导与控制技术、信息对抗技术的专业基础课及重要的学位课程。
该课程主要提供电磁场与电磁波技术领域的理论基础，重点讲授其在通信、雷达等领域的基本知识，培养学生应用物理场的概念和方法对电磁现象、电磁过程进行定性分析与判断的能力以及进行定量分析的基本技能，为学生今后解决工程实际问题打下基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求在知识方面向学生讲授电磁场与电磁波的基本理论及其分析方法。
在能力方面首先要求学生具有自学能力，其次是形成思维有序、有据、会归纳的逻辑思维方法，提高分析问题的能力。
在技能方面增强学生综合分析问题、解决问题的能力，要求学生具有对电磁场与电磁波进行定性分析的能力。
（三）实施说明1.本着先易后难，循序渐进的原则，按照大纲基本要求实施教学，合理安排各部分课时。
2.丰富教学方式，采用课堂讲授、研讨相结合，并适当采用多媒体进行辅助教学。
3.课堂上加强与学生的交流，充分激发学生的学习兴趣，培养学生的独立思考能力，提高教学效果。
（四）对先修课的要求本课程的先修课主要是高等数学、复变函数与积分变换、大学物理，要求学生课前掌握一定的相关知识、课后进行相应的复习。
（五）对习题课、实验环节的要求本课程的习题要求精练、典型、具有代表性，选择典型习题进行课上讲解及留做课后作业，在习题的训练过程中加深对知识的理解和把握，重点要求掌握对典型物理场的分析计算。
（六）课程考核方式1.考核方式：考试，闭卷。
2. 考核目标：在考核学生对电磁场与电磁波基本原理掌握的基础上，重点考核学生的计算能力及分析能力。
7-电磁场与电磁波-波的反射与折射
Electromagnetic Field and Wave Feb-Jun/2015Reflection & Refractionof Plane WavesDr. Kun Xu （徐坤）State Key Lab of Information Photonics and Optical Communications (Beijing University of Posts and Telecommunications)Tel: +86-10-61198070 E-mail: xukun@主要内容—均匀平面波垂入射理想导体表面垂入射理想介质表面斜入射理想导体表面斜入射理想介质表面导电媒质界面上波的反射与折射●平面波垂直入射到多层介质分界面 菲涅尔公式本章涉及的媒质和介质●均匀、线性、各向同性本章涉及的媒质和介质—●只限于非磁性媒质研究波的入射、反射、折射的依据—●依然是边界条件上一章边界上的应用举例垂直入射理想介质＋理想导体介质中的入射波：介质中的反射波：合成波的电场入射波：反射波：合成波：边界条件：切向电场入射到理想导体表面时，要要引起全反射，且反相180度。
合成波的磁场入射波：反射波：合成波：边界处场分布：感应面电流：平面波印庭矢量：驻波—没有传输能量合成波的电场与磁场相差为／平面波垂直入射理想介质1.入射2.反射3.透射入射波设：是介质1中的相移常数是介质1中的波阻抗反射波对比对比透射波对比对比电位移法向对于理想介质边界对于理想导体边界电场切向对于理想介质边界对于理想导体边界磁通密度法向对于理想介质边界对于理想导体边界磁场强度切向对于理想介质边界对于理想导体边界由由所以：当μ μo时 ＝磁场的反射系数与传输系数平面波垂直入射到理想介质分界面下电场反射系数和磁场反射系数大小相等，相位相差180度。
功率密度之间的关系能量是守恒的平面波斜入射理想导体沿任意方向的平面波：平面波斜入射的分类入射方向＋界面法线方向→入射平面平行极化：电场矢量平行于入射平面垂直极化：电场矢量垂直于入射平面这是…斜入射?同理，反射波的电场：边界处z＝0，切向电场强度等于零其中同理沿z方向是驻波沿x方向是行波沿x方向只有电场是横向的，称为横电波（TE波）平行极化平面波斜入射理想导体波矢平行极化斜入射边界条件：平行极化平面波对理想导体斜入射沿Z方向是驻波沿x方向是行波沿x方向只有磁场是横向的，称为横磁波（TM波）平面波斜入射理想介质Snell定律方法1: 电场在边界连续方法2: 磁场在边界连续方法3: 波矢量或相速度在切向连续Bend the Light!反射系数& 折射系数应用边界条件和Snell定律可得Fresnel公式：同理，对于垂直极化平面波Fresnel公式：N：Normal；R+1=T全反射与临界角从射线理论来看全反射的条件是：形成全反射的条件入射角θi 落在区间[θc ,90度]内； 若电磁波从1区入射2区形成全反射，则必须：全折射与Brewster Angle全折射的条件：R＝0 或|T|=1对于垂直极化平面波：垂直极化平面波无论怎么入射都不可能形成全折射！对于平行极化平面波：isBrewsterAngleEmail: xukun@Tel: 86 -10 –61198070Office Place: 科研楼-315# Thank You All for Your Attention! Any Questions and Suggestions are Welcome!。
电磁场与电磁波 第五章时变电磁场
D H J t 位移电流是电流概念的扩充，它不是带电粒子的定向运动 形成的，而是人为定义的，不能直接由实验测出。
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H dl (J Jd ) dS
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D J dS dS S S t
年中发生的美国内战 （1861-1865）将会降低为一个地区性琐事而
黯然失色”。
陕西科技大学编写
电磁场与电磁波
第5章 时变电磁场
14
评价
处于信息时代的今天，从婴儿监控器到各种遥控设备、从雷达到
微波炉、从地面广播电视到太空卫星广播电视、从地面移动通信到 宇宙星际通信、从室外无线局域网到室内蓝牙技术、以及全球卫星 定位导航系统等，无不利用电磁波作为传播媒体。 无线信息高速公路更使人们能在任何地点、任何时间同任何人取 得联系，发送所需的文本、声音或图象信息。电磁波的传播还能制 造一种身在远方的感觉，形成无线虚拟现实。 电磁波获得如此广泛的应用，更使我们深刻地体会到19世纪的麦 克斯韦和赫兹对于人类文明和进步的伟大贡献。
D (J )0 t
全电流连续 位移电流
D Jd 陕西科技大学编写 t
电磁场与电磁波
第5章 时变电磁场
7
流进曲面S1的传导电流 S1 S2 等于流出S2的位移电流 ② 位移电流与传导电流、运流电流一样具有磁的效应；
J dS Jd dS
令 l2 0
H 2t H1t J s
磁场： ( H - H ) J 即 en 1 2 S
B1n B2n 电场：H 2t H1t J s
陕西科技大学编写
电磁场与电磁波
第5章 时变电磁场
4-2 电磁场与电磁波 教案
4.2电磁场与电磁波〖教材分析〗本节课内容主要有麦克斯韦的电磁理论和赫兹的火花实验。
通过理论分析和推导使学生对麦克斯韦的电磁理论有一定的了解，不需要计算。
赫兹实验是验证电磁波是否存在的实验，它是检验麦克斯韦理论是否正确的试金石。
最后通过地电磁波和机械波的对比，加深理解和学习研究问题的科学方法。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶理解电磁理论的内容，体会物理观念产生的过程。
科学思维∶结合前面学习过的知识，理解变化的磁场产生电场。
科学探究：培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。
科学态度与责任∶通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁波在人们生活中的地位。
〖教学重难点〗教学重点：麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
教学难点：电磁波的特点以及赫兹实验原理。
〖教学准备〗多媒体课件。
〖教学过程〗一、新课引入电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的?动图展示：振荡电路电磁场的变化。
分析：上节课我们讲过振荡电路中的能量消耗主要有俩个，一是电路有电阻，产生的内能，也就是焦耳热。
另外就是一电磁波的形式辐射出去。
这些电磁波是怎样产生的?二、新课教学（一）电磁场1.变化的磁场产生电场在变化的磁场中放一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流。
电子的定向移动形成电流，但是电子的定向移动需要电场。
所以麦克斯韦从场认为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动，产生感应电流。
即：变化的磁场能产生电场。
既然变化的磁场能产生电场，那变换的电场能否产生磁场呢？2.变化的电场产生磁场变化的电场驱动→运动的电荷→产生变化的电流→产生磁场。
麦克斯韦假设∶变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
例如，在电容器充、放电的过程中，不仅导体中的电流产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化的电场也产生磁场。
电磁场与电磁波电子信息工程和通信工程样本
北京工业大学“电磁场与电磁波”课程教学大纲英文名称: Electromagnetism Field and Electromagnetism Wave课程编号: 0000517课程类型: 学科基本必修课学时: 48 学分: 3面向对象: 电子信息工程和通信工程专业本科生先修课程: 大学物理（电磁学）使用教材及参照书:1. 谢处方饶克谨编, 《电磁场与电磁波》, 高等教诲出版社(第四版), -12. 林志瑗杨铨让沙玉钧编, 《电磁场工程基本》, 高等教诲出版社, 1983-6 3．周建华游佰强译, 《工程电磁学基本》, 机械工业出版社, -9一、课程性质、目和任务本课程是工科电子信息工程和通信工程专业本科生必修一门专业基本课。
本课程在大学物理（电磁学）基本上, 着重阐述电磁场与电磁波基本概念、原理、规律和基本分析办法, 及其在工程实际中应用。
通过本课程学习, 使学生进一步结识并掌握电磁场与电磁波物理本质、基本规律和基本分析办法, 培养学生对电磁问题分析与求解能力, 并为学习有关后续课程（如《微波技术》、《通信电路原理》、《射频电路设计》等课程）或进一步研究电磁理论打下必要基本。
二、课程教学内容及规定按“掌握”“理解”“理解”三个层次注明了各章节重要内容和应达到规定, 并分别用符号[1] : 掌握、[2] : 理解、[3] : 理解、△: 自学或粗讲标记在相应内容右上角处。
第一章矢量分析（一）目与规定理解标量场与矢量场概念, 理解标量场等值面和矢量场矢量线概念。
矢量场散度和旋度、标量场梯度是矢量分析中最基本重要概念, 应深刻理解, 掌握散度、旋度和梯度计算公式和办法。
散度定理和斯托克斯定理是矢量分析中两个重要定理, 应纯熟掌握和应用。
理解亥姆霍兹定理重要意义。
（二）教学内容1.1矢量代数△1.1.1标量和矢量1.1.2矢量加法和减法1.1.3矢量乘法1.2 三种惯用正交坐标系[1]1.2.1直角坐标系1.2.2圆柱坐标系1.2.3球坐标系1.3 标量场和梯度[1]1.3.1标量场等直面1.3.2方向导数1.3.3梯度1.4 矢量场通量与散度[1]1.4.1矢量场矢量线1.4.2通量1.4.3散度1.4.4散度定理1.5 矢量场环流与旋度[1]1.5.1环流1.5.2旋度1.5.3斯托克斯定理1.6 无旋场与无散场[2]1.6.1无旋场1.6.2无散场1.7 拉普拉斯运算与格林定理[3]1.7.1拉普拉斯运算1.7.2格林定理1.8 亥姆霍兹定理[2]（三）课后练习课本习题1.1.1.4.1.11.1.12.1.16.1.18、1.22.1.24.1.25（四）教学办法与手段理论解说与习题解说相结合。
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《电磁场与电磁波》教学大纲
一、课程基本情况
总 学 时：56 讲课学时：48 实践学时：8
总 学 分：3.5
课程类别：（专业基础、核心、必修）
考核方式：（考试）
适用对象：（电子信息工程）
先修课程：高等数学、 工程数学、大学物理
参考教材：王家礼，朱满座.电磁场与电磁波[M].陕西：西安电子科技大学出版社，2012
谢益溪.无线电波传播-原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008
吕保维，王贞松.无线电波传播理论及其应用[M] .北京：科学出版社，2010
二、课程设置目标
电磁场与电磁波是通信工程专业的一门技术基础课。它是研究电场、磁场及其相互关系，
进而得出麦克斯韦方程组，并用它来分析电磁波的一门课程。通过这门课程的学习，旨在培
养学生的理论推导能力、抽象思维能力、理论联系实际的能力，提高利用数学工具解决实际
问题的能力，掌握基本的宏观电磁理论，具备分析和解决基本的电磁场与电磁波工程问题的
能力，为通信工程专业，尤其是光纤通信、无线通信、卫星通信、微波技术与天线等课程的
学习打下良好的基础。
三、教学内容、教学方法和手段、学时分配
知识单元一：绪论、矢量分析 （建议3学时）
知识点1：绪论
主要内容和要求：了解课程的地位意义、学习内容、研究对象技术发展
知识点2：矢量分析
主要内容和要求：了解标量场与矢量场、理解矢量的通量、散度、环流、旋度、
标量的梯度的计算、掌握空间三种坐标系的线元、面元、体元的表达形式与计算过程
重点和难点：三度，微分元的表达形式与计算过程
教学方法和手段：讲授
知识单元二：静电场分析（建议6 学时）
知识点1：库仑定律、高斯定律、电偶极子
主要内容和要求：了解库伦定律，电偶极子，理解静电场的空间分布、掌握高
斯定律的使用方法
知识点2：电介质极化、边界条件
主要内容和要求：掌握电介质极化特性及场方程、掌握边界条件的判断与解题
过程
知识点3：电场能量
主要内容和要求：电容、能量、静电力的计算
重点和难点：高斯定律，电介质极化，边界条件
教学方法和手段：讲授
知识单元三：恒定电流的电场和磁场（建议6 学时）
知识点1：恒定电流及电场[重点]
主要内容和要求：理解电流与电流密度空间分布、概念与相互求解过程
知识点2：恒定磁场
主要内容和要求：了解矢量磁位、磁偶极子的矢量位与标量位、掌握磁化密度、
强度含义
知识点3：磁化现象、电感、磁场能量、磁场力
主要内容和要求：理解磁化含义、掌握磁场边界条件的运用、掌握电感、磁场
能量两者关系及其解题过程
重点和难点：电流密度空间分布，磁化，磁场边界条件的运用
教学方法和手段：讲授
知识单元四：静电场的解（建议3学时）
知识点1：静态场边值问题的解法的分类与异同点
主要内容和要求：了解静态场边值问题的解法分析与唯一性定理的含义
知识点2：镜像法
主要内容和要求：掌握镜像法在无穷大平面、成一定角度平面下，球体中，不
同条件下的运用及解题过程
知识点3：分离变量法
主要内容和要求：掌握分离变量法的核心思想及直角坐标下的解题过程
知识点4：有限差分法
主要内容和要求：有限差分法的思路、方法与实例
重点和难点：镜像法的解题过程，分离变量法的核心思想
教学方法和手段：讲授
知识单元五：时变电磁场（建议6学时）
知识点1：感应定律、位移电流
主要内容和要求：了解感应定律的由来，公式的理解，理解位移电流的抽象概
念、由来与求解过程和作用
知识点2：麦克斯韦方程
主要内容和要求：掌握麦克斯韦方程的两种形式八个方程及其含义，以及在时
变电磁场中的计算过程与作用
知识点3：能量、坡印廷矢量、平均坡印廷矢量
主要内容和要求：了解坡印廷矢量特性、掌握坡印廷矢量的分析方法及其与能
量的关系
知识点4：正弦电磁场
主要内容和要求：了解正弦电磁场的概念与表达方式、掌握波动方程的含义
重点和难点：位移电流，麦克斯韦方程、坡印廷矢量
教学方法和手段：讲授
知识单元六：平面电磁波（建议9学时）
知识点1：平面电磁波的传输特性
主要内容和要求：了解无耗媒质、导电媒质中的平面电磁波的波动方程、传输
特性，及各种良性导体，不良导体的划分与判断
知识点2：波在空间的极化
主要内容和要求：掌握波在空间的三种极化条件、特性与判断过程
知识点3：色散、相速与群速
主要内容和要求：理解色散、相速与群速的概念、表达方式及其相互关系
知识点4：分界面、多界面的垂直入射
主要内容和要求：掌握电磁波垂直入射到理想介质与理想导体的过程与合成的
解题过程
知识点5：斜入射
主要内容：均匀平面电磁波的斜入射、掌握平面波的全投射的条件
重点和难点：良性导体，不良导体的划分与判断，空间的极化、电磁波垂直入射到
理想介质与理想导体的过程
教学方法和手段：讲授
知识单元七：电磁波的辐射（建议6 学时）
知识点1：电偶极子辐射
主要内容：了解滞后位的概念与空间模型、电偶极子辐射、电与磁的对偶性
知识点2：磁偶极子与开槽天线
主要内容：了解磁偶极子与开槽天线的关系特性
知识点3：天线、天线阵
主要内容：掌握天线阵的模型、天线的互易定理、有效面积、传输方程的意义
与表达形式
重点和难点：天线阵的模型，传输方程
教学方法和手段：讲授
知识单元八：导行电磁波（建议6 学时）
知识点1：波导中波
主要内容和要求：掌握波导中波的特性与分类、特性
知识点2： 波导传输条件
主要内容和要求：了解波导传输条件、掌握截止波长与截止频率及其求解过程
知识点3：矩形波导
主要内容和要求：掌握矩形波导、传输模式、简并等参数的求解
知识点4：圆柱形波导、同轴线、谐振腔
主要内容：了解圆柱形波导的波的传输特性、理解波导中的波与能量传输、掌
握同轴线、传输特性参数、理解谐振腔的品质因数、谐振频率
重点和难点：截止波长，矩形波导传输模式，同轴线、传输特性参数
教学方法和手段：讲授
综合训练项目一：平板电容器电场仿真计算-2D仿真器 （建议1学时）
目的和要求： 加强对静电场场强、电容、电场能量的理解，应用静电场的边界条件建
立模拟的静态电场，解决电容等计算问题；提升学生抽象思维能力、提高利用数学工具解决
实际问题的能力。
成果形式：仿真过程分析及结果报告。用Ansoft Maxwell软件计算电场强度，并画出
电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量，并对仿真结果进行分析、总结。将所做步
骤详细写出，并配有相应图片说明。
综合训练项目二：平面波垂直入射理想介质现象分析 （建议1学时）
目的和要求：加强对平面波在空间中传输及其遇到理想介质时产生透射、发射波现象的
理解，应用透射、反射系数，解决反射波、投射波的等计算问题；提升学生理论推导能力、
宏观电磁理论，具备分析和解决基本的电磁波工程问题的能力。
成果形式：原理及数值分析报告。平面电磁波向理想介质垂直入射时，会产生透射波、
反射波，根据边界条件，计算出反射系数、透射系数，确定好数值，就可以推导出相应的反
射波、投射波的表达形式。
综合训练项目三： 电磁波在矩形导波中传输 （建议1学时）
目的和要求：加强对平面电磁波在矩形波导中传输中模式判断条件的理解，应用截止波
长及截止频率条件，解决传输模式的判断问题；提升学生理论联系实际的能力分析和解决基
本的电磁波工程问题的能力。
成果形式：原理推导与数值分析报告。熟悉电磁波在矩形导波中的传输条件与传输模式，
记录设定的数据和测得的结果，分析其原因，验证电磁波的导波中的传输原理。
四、其它教学环节
序号 实验名称 目的要求 主要内容
实验学时 实验类型 开出
要求
1 电介质极化、磁介质磁化仿真实验 理解介质极化、磁化的方式与原因与微观机制 调节介质极化、磁化的不同方式，观察相对应的极化束缚电荷，磁化电流的形成过程 2 验证
电脑
及仿
真环
境
2 平面电磁波幅度、频率与群速度演示实验 理解两种电磁波合成现象、掌握相速、群速的关系 调节平台的频差、幅度，观察合成波的群速的变化规律 2 验证
电脑
及仿
真环
境
3 极化波的分解与合成仿真实验 分析平面电磁波极化现象，培养空间想像能力 调节电磁波的幅度与左旋和右旋方式，观察线性与圆极化波的分解与合成过程，记录观察的实验现象，分析平面电磁波的极化规律与条件 2 设计
电脑
及仿
真环
境
4 平面波垂直入射理想导体实验 掌握电磁波的垂直入射理想导体表面后的现象，及形成驻波过程 调节左边介质的介电常数，观察电磁波的传输速度，并记录合成波的传输特性，掌握其变化规律与原理 2 设计
电脑
及仿
真环
境
五、成绩构成和评价方法
平时成绩+期末考试卷面成绩+实验成绩=该课成绩
其中：平时成绩50分，占总成绩的50%，包括综合训练项目30分(每个项目10分),作
业、阶段测试等20分。
教学大纲撰写人：徐光宪
审核人：
教学负责人：