電磁場與電磁波（簡體書）

根據作者多年的教學實踐以及從與本書相關的教材和參考文獻中獲得的信息，普遍認為“電磁場與電磁波”這門課對學生來說，不容易學；對教師來講，也不容易教。可以列舉出很多難教和難學的原因，比如經常聽到學生講它的物理概念抽象、所用的數學工具不好熟悉並熟練掌握等。從國內外數量繁多的相關教材，可以看出很多教學工作者關於電磁場這門課的教學方法和教學理念也不盡相同。
對於我國高校的大學生而言，在學習專業電磁場理論之前，已經不止一次地接觸過電與磁的相關理論，比如高中和大學的物理課中都有相關內容，尤其是大學物理中，內容還很深入。但為什麼這些知識好像對專業電磁場的學習沒有太多幫助呢？思考之下，可能是之前學習的內容主要從一維空間出發，沒有強調場的地位和作用；而專業電磁場理論則以場的概念作為基本思考角度，對場進行三維空間加時間描述，即從標量場擴展到矢量場，而且使用對學生來說全新的矢量微積分作為數學工具。因此幾乎全部的內容，對學生來說都很具有挑戰性。故而本書以由淺入深、循序漸進的方式介紹電磁場理論的各部分內容，使讀者在學習過程中取得比較好的效果。
本書的內容安排具有以下特點：
（1）針對讀者對於矢量微積分這個數學工具的生疏問題，專門在第1章做了重點介紹。分別從幾何直觀的角度和數學分析的角度對照進行內容梳理。從最基本的矢量加減法開始，逐漸過渡到矢量的微積分，再到場的散度、旋度以及其他重要定理及公式。對每一個定理，著重強調了其物理意義，這對電磁場內容的理解起到了關鍵作用。
（2）對電磁理論的概念和公式的介紹盡量做到由淺入深、循序漸進。例如在均勻平面波的章節中，考慮到讀者不容易正確想象和體會均勻平面波的空間分布及隨時間的變化規律等特性，從最簡單的時域餘弦波開始介紹，並與空域餘弦波相對應，逐步深入到均勻平面波的內容中，便於讀者的理解。
（3）對電磁理論，每部分的內容做到數學描述和文字描述並重。數學描述容易晦澀抽象，但比較精準；文字描述便於解說，但有所不及。因此如果讀者能夠將二者所表達的意思相互印證，會有助於加深和正確理解理論。
（4）在介紹理論過程中，對涉及的對電磁場理論的發展有重要貢獻的科學家，進行了生平介紹。介紹中突出了其對電磁場理論做出貢獻的事件或過程，使讀者明白電磁場理論的發展是以實驗為基礎的。麥克斯韋方程組之所以完美，是經歷了無數次的實驗洗禮的。
（5）對涉及的重要的有難度的公式，需要時都在文中詳細給出。比如第1章中的1／r的梯度等，它是理解後面高斯散度定理推導的基礎。對文中容易出現理解歧義的公式，比如矢量形式的波動方程，在需要時均給出了它的分量形式，使讀者對矢量微分方程掌握得更加準確。
（6）對於復數形式的電磁場方程，盡量強調了其時域形式。因為在場與波的分析中，多數以時諧場為物件。若內容中僅充斥著復數形式的方程，讀者容易忘記復數描述的方程與現實世界物理場的對應關係。
（7）每章都有本章小結，對重點內容進行點睛；學習完每章後，讀者可根據小結回想章節內容，以及每一個公式的物理意義。章節中的重點內容後面，配以例題，增加讀者對內容的感性認識。每章後面附有比較典型的習題，可以加深對內容的理解。

第1章 矢量分析
1．1 矢量及其運算
1．2 正交坐標系
1．3 標量場的梯度
1．4 矢量場的散度
1．5 矢量場的旋度
1．6 場函數的二階微分運算
1．7 亥姆霍茲定理
1．8 本章小結
習題

第2章 靜電場
2．1 電荷
2．2 庫侖定律和電場強度
2．3 真空中靜電場的基本方程
2．4 電位函數
2．5 介質中靜電場的基本方程
2．6 泊松方程和拉普拉斯方程
2．7 靜電場的邊界條件
2．8 電容和電容器
2．9 靜電場的能量和能量密度
2．10 本章小結
習題

第3章 恒定電場
3．1 電流強度和電流密度
3．2 電流的連續性方程和恒定條件
3．3 歐姆定律
3．4 焦耳定律
3．5 恒定電場的基本方程
3．6 恒定電場的邊界條件
3．7 恒定電場與靜電場的比較
3．8 絕緣電阻和接地電阻
3．9 本章小結
習題

第4章 恒定磁場
4．1 恒定磁場的實驗定律
4．2 磁場的散度和磁通連續性原理
4．3 真空中恒定磁場的旋度和安培環路定律
4．4 矢量磁位
4．5 介質的磁化及磁介質中的安培環路定律
4．6 標量磁位
4．7 恒定磁場的基本方程及邊界條件
4．8 電感
4．9 磁場能量
4．10 本章小結
習題

第5章 穩恒場的解法
5．1 邊值問題
5．2 唯一性定理
5．3 鏡像法
5．4 分離變量法
5．5 有限差分法
5．6 有限元法
5．7 本章小結
習題

第6章 時變電磁場
6．1 法拉第電磁感應定律
6．2 位移電流
……
第7章 均勻平面電磁波
第8章 平面電磁波的反射與折射
第9章 導行電磁波
第10章 電磁波的輻射
附錄
參考文獻