08级电磁场理论课程教学大纲.doc

《电磁场理论》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号 Z6102B009 课程名称 电磁场理论 课程英文名称 Theory of Electromagnetic Fields 总学时数 64 授课学时 60 实践学时 实验学时 0 习题课学 时 4 设计学时 学 分 4 开课单位 信息工程学院电子信息工程系 适用专业 通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业 先修课程 高等数学、大学物理、工程数学、电路分析等 课程类别 专业课程(必修) 选用教材 《电磁场与电磁波(第4版)》，高等教育出版社，谢处方、饶克谨，2006年 主要教学 参考书 《电磁场与电磁波(第2版)》，西安电子科技大学出版社，王家礼、朱满座、路宏敏，2004年。 本课程 任务和 目的 电子类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围、条件下的体现，分析电磁现象的定性过程和定量方法是通信、电子、电气、电力和电机等应用学科的重要理论基础，是电子类本科学生必备的专业知识和技能，关系到所培养学生的基本素质。本课程是进一步学习的必要基础，也是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。本课程将增强学生的适应能力、创造能力、计算能力和逻辑思维能力等，有利于培养学生严谨的科学态度。 教学大纲制订单 位 信息工程学院电子信息工程系 教学大纲制订时间 2009.4 二、课程内容及基本要求 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 1.1 矢量代数 标量和矢量；矢量的加法和减法；矢量的乘法 1.2 三种常用的正交坐标系 直角坐标系；圆柱坐标系；球坐标系 1.3 标量场的梯度 标量场的等值面；方向导数；梯度 1.4 矢量场的通量与散度 矢量场的矢量线；通量与散度；散度定理 1.5 矢量场的环流与旋度 环流；旋度；斯托克斯定理 1.6 标量场的梯度 无旋场；无散场 1.7 拉普拉斯运算 1.8 亥姆霍兹定理 亥姆霍兹定理：在有限区域内，矢量场由它的散度、旋度及边界条件惟一地确定。 亥姆霍兹定理的意义：是研究电磁场的一条主线。 (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 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。 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 电荷及电荷密度；电流及电流密度；电荷守恒定律的积分形式和微分形式；电流连续性方程 2.2 真空中静电场的基本规律 库仑定律：平方反比；介电系数 电场强度：电荷受到的电场力公式 点电荷限制的意义：不扰动被测对象，操作意义；最小电荷量与最小载流子 量子电动力学与宏观电动力学研究对象的不同。 静电场的旋度和散度 2.3 真空中恒定磁场的基本规律 安培力定律；磁感应强度；毕澳－沙伐尔定律；恒定磁场的散度和旋度 2.4 媒质的电磁特性 电介质的极化；电位移矢量；磁介质的磁化；磁场强度；媒质的传导特性 2.5 电磁感应定律和位移电流 法拉第电磁感应定律；位移电流 2.6 麦克斯韦方程组 麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式；媒质的本构关系 2.7 电磁场的边界条件 为什么需要边界条件；分界面上磁场的切向分量 (三) 课后练习 课本习题2.1、2.3、2.5、2.6、、2.10、2.11、2.14、2.15、2.16、2.21、2.26 (四) 教学方法与手段 理论讲解、例题讲解和自学相结合。着重把数学表达式中的含义讲解清楚， 使学生更容易掌握和记忆公式。通过公式的推导让学生掌握公式表达的含义，以及概念之间的相互关系。 静态电磁场及其边值问题的求解 (一) 目的与要求 理解电场强度与电位的定义，理解电场强度的线积分与路径无关的性质以及电场强度与电位之间的关系。了解媒质的线性,均匀和各向同性的含义，了解电