電磁理論、計算、應用（簡體書）

價值塑造、能力培養、知識傳授，“三位一體”的教育理念是當前很多高校全面深化改革中提出的目標。說易做難，如何從這一教育理念演化出具體的培養模式需要真誠、切實、漫長的探索。課堂授課是學校教育最切實的一個培養環節，而課堂授課總是圍繞教材展開。因此，“三位一體”如何在授課教材中體現，是學校實現“三位一體”教育理念的一個關鍵。本教材是在這一教育理念下的探索產物。
內化於心的價值觀念是創造力的源泉。這一點可以從電磁理論的建立，微波技術的發明中清楚地體現出來。因此，對理論建立、技術發明等產生過程的剖析，便是對學生價值觀念的塑造過程。嘗試講述理論建立和技術發明背後的價值觀念是本教材的一個特色。
人的能力總是在解決問題中體現出來。因此，本教材采用從解決問題的角度來闡述電磁知識及其應用，拋棄以往教材以知識為中心的傳統。這是本教材的第二特色。這樣做的優勢：不僅在於有利於學生解決問題能力的培養，而且更為重要的是便於知識貫通，培養學生抓住學科核心，把握學科前沿的能力。萬事有利必有弊。這樣做的劣勢在於：知識點不夠全面和系統。為了彌補這一不足，需要精心挑選所要解決的問題，盡量使解決問題所需要的知識點涵蓋這門課程的主要知識點。不過，在當今互聯網日益發達的情況下，知識獲取是相對容易的，知識的融匯通透更為難得可貴。
本教材第三個特色在於倡導用計算工具檢驗理論分析結果，用理論分析簡化計算模型，使理論與計算相輔相成。通過典型電磁問題的數值求解，講述了電磁計算中的矩量法、有限元法，時域有限差分法；通過布置課程設計，培養學生用計算解決問題的能力，體會理論與計算的相輔相成。
電磁波是現代信息社會的主要載體之一。本教材從解決現代信息系統中電磁波問題的角度，融合電磁場與微波技術學科中傳統課程體系中的電磁場理論、高等電磁場理論、微波技術、天線、計算電磁學等多門課程知識，力所能及地將電磁波講“通”、講“透”。這種取材與現有電磁場理論課程教材有些不同。現有電磁場理論教材大致可分兩類：一類以靜電、靜磁及應用為主，電磁波內容較少，教材名稱只含“電磁場”，沒有“電磁波”，一般適用於電機學院學生；另一類是將靜電、靜磁內容減少，適當增加電磁波內容，教材名稱中既有“電磁場”又有“電磁波”，這類教材一般適用於電子信息學院學生。但是，由於顧及知識的全面以及學時的有限，這兩類教材在闡述電磁波方面都不夠充分。

第1章 電磁波的發現
§1．1 物理背景
1．1．1 庫侖定律發現以前
1．1．2 庫侖定律發現以後
1．1．2．1 庫侖定律
1．1．2．2 安培定律
1．1．2．3 法拉第定律
§1．2 數學背景
1．2．1 矢量定義
1．2．2 矢量運算
1．2．3 坐標系
1．2．3．1 一般曲線坐標系
1．2．3．2 圓柱坐標系
1．2．3．3 球坐標系
1．2．4 矢量算子
1．2．4．1 梯度算子
1．2．4．2 散度算子
1．2．4．3 旋度算子
1．2．4．4 拉普拉斯算子
1．2．4．5 算子在一般正交坐標系中的表示式
1．2．5 張量
1．2．5．1 張量的定義
1．2．5．2 張量的運算法則
1．2．6 矢量恒等式
1．2．7 算子基本積分定理
1．2．7．1 高斯散度定理
1．2．7．2 斯托克斯定理
1．2．7．3 格林定理
§1．3 學術傳統
§1．4 麥克斯韋方程的建立
1．4．1 場概念的提煉
1．4．2 物理規律的系統化數學表述
1．4．3 本構關係
閱讀與思考
1．A 一般介質的本構關係
1．B 等離子體的本構關係
1．C 超材料——金屬線
介質的等效電磁參數
1．D超材料——金屬開口諧振環介質的等效
電磁參數
§1．5 電磁波發現及驗證
§1．6 電磁波問題的確定性表述
1．6．1 兩種介質交界面的邊界條件
1．6．1．1 磁場強度H的邊界條件
1．6．1．2 電位移矢量D的邊界條件
1．6．1．3 分界面邊界條件小結
1．6．2 導體分界面上的邊界條件
1．6．3 輻射邊界條件
§1．7 靜電場再認識
1．7．1 靜電邊值問題
1．7．2 電容和電感
§1．8 麥克斯韋方程頻域形式
§1．9 電磁波的性質
1．9．1 惟一性定理
1．9．2 等效原理
1．9．3 對偶原理
1．9．4 互易原理
§1．10 電磁波傳播的仿真
1．10．1 電磁波方程
1．10．2 Yee格式及蛙跳機制
1．10．3 電磁波方程的離散
1．10．4 穩定性條件
1．10．5 激勵源
1．10．6 邊界條件
1．10．6．1 一階Mur吸收邊界
1．10．6．2 棱邊及角點的處理
1．10．6．3 吸收邊界的精度
§1．11 電磁波的應用
本章小結
練習題
思考題
課程設計（一）

第2章 電磁波的傳播和傳輸
§2．1 電磁波傳播
2．1．1 無限大均勻介質中的傳播
2．1．1．1 平面波解
2．1．1．2 相速和群速
2．1．1．3 波的極化
2．1．1．4 無耗介質中的電磁波傳播
2．1．1．5 有耗介質中的電磁波傳播
2．1．1．6 各向異性介質中的電磁波傳播
2．1．1．7 坡印廷定理
2．1．2 層狀介質中電磁波的傳播
閱讀與思考
2．A 坐標變換空間中的麥克斯韋方程
§2．2 波導中的傳輸
2．2．1 波導傳輸問題的求解途徑
2．2．2 矩形波導中電磁波的傳輸特性
2．2．3 波導正規模的特性
2．2．4 任意截面空波導電磁波傳輸模式的有限元分析
2．2．5 波導激勵分析
§2．3 微波傳輸線的分析模型
2．3．1 傳輸線分析模型及其解
2．3．1．1 傳輸線方程——場方法
2．3．1．2 傳輸線方程——路方法
2．3．1．3 傳輸線方程的解
……
第3章 電磁波的輻射
第4章 電磁波的散射
附錄
參考文獻
索引