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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：学科基础必修课 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） 使用教材及参考书： 1．谢处方 饶克谨编，《电磁场与电磁波》，高等教育出版社(第四版)，2006-1 2．林志瑗 杨铨让 沙玉钧编，《电磁场工程基础》， 高等教育出版社，1983-6 3．周建华 游佰强译，《工程电磁学基础》，机械工业出版社，2006-9 课程性质、目的和任务 本课程是工科电子信息工程和通信工程专业本科生必修的一门专业基础课。本课程在大学物理（电磁学）的基础上，着重阐述电磁场与电磁波的基本概念、原理、规律和基本分析方法，及其在工程实际中的应用。通过本课程的学习，使学生进一步认识并掌握电磁场与电磁波的物理本质、基本规律和基本分析方法，培养学生对电磁问题的分析与求解能力，并为学习相关的后续课程（如《微波技术》、《通信电路原理》、《射频电路设计》等课程）或深入研究电磁理论打下必要的基础。 二、课程教学内容及要求 按“掌握”“理解”“了解”三个层次注明了各章节的主要内容和应达到的要求，并分别用符号[1] ：掌握、[2] ：理解、[3] ：了解、△：自学或粗讲标记在相应内容的右上角处。 矢量分析 （一）目的与要求 理解标量场与矢量场的概念，了解标量场的等值面和矢量场的矢量线的概念。矢量场的散度和旋度、标量场的梯度是矢量分析中最基本的重要概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法。散度定理和斯托克斯定理是矢量分析中的两个重要定理，应熟练掌握和应用。理解亥姆霍兹定理的重要意义。 （二）教学内容 矢量代数△ 1.1.1标量和矢量 1.1.2矢量的加法和减法 1.1.3矢量的乘法 1.2 三种常用的正交坐标系[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标量场的等直面 1.3.2方向导数 1.3.3梯度 1.4 矢量场的通量与散度[1] 1.4.1矢量场的矢量线 1.4.2通量 1.4.3散度 1.4.4散度定理 1.5 矢量场的环流与旋度[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）教学方法与手段 理论讲解与习题讲解相结合。 电磁场的基本规律 （一）目的与要求 1．本章介绍了电磁场的基本规律，主要内容有：电荷与电荷分布，电流与电流密度，电流连续性方程；电场强度，库仑定律，磁感应强度，安培力定律； 电场强度的矢量积分公式，磁感应强度的矢量积分公式。通过本章的学习，要求学生理解电荷与电荷密度、电流与电流密度的概念，理解并掌握电流连续性方程。理解并掌握、安培力定律。会计算一些典型电荷分布的电场强度与一些典型电流分布的磁感应强度。 2.重点与难点：电荷分布与电流分布，库仑定律，，磁感应强度，电场强度安培力定律。 （二）教学内容 2.1 电荷守恒定律型[2] 2.1.1电荷及电荷密度 2.1.2电流及电流密度 2.1.3电荷守恒定律与电流连续性方程 2.2 真空中静电场的基本规律[1] 2.2.1库仑定律 电场强度 2.2.2静电场的散度与旋度 2.3 真空中恒定磁场的基本定律[1] 2.3.1安培力定律 磁感应强度 2.3.2恒定磁场的散度与旋度 2.4 媒质的电磁特性[1] 2.4.1电介质的极化 电位移矢量 2.4.2磁介质的磁化 磁场强度 2.4.3媒质的传导特性[1] 2.5 电磁感应定律和位移电流[1] 2.5.1法拉第电磁感应定律 2.5.2位移电流 2.6 麦克斯韦方程组[1] 2.6.1麦克斯韦方程组的积分形式 2.6.2麦克斯韦方程组的微分形式 2.6.3媒质的本构关系 2.7 电磁场的边界条件[1]