图书介绍
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- 王长清，李明之编著 著
- 出版社： 北京：科学出版社
- ISBN：7030520210
- 出版时间：2017
- 标注页数：359页
- 文件大小：37MB
- 文件页数：372页
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图书目录
绪论1
0.1 电磁理论的发展1
0.2 电磁理论的重要意义4
0.3 电磁理论与现代数学6
第1章 宏观电磁场的基本规律10
1.1 描述宏观电磁场的基本方程组10
1.1.1 微分形式的麦克斯韦方程组10
1.1.2 电磁媒质的本构关系12
1.1.3 频域麦克斯韦方程组13
1.1.4 积分形式的麦克斯韦方程组和电磁场的边界条件15
1.1.5 广义形式的麦克斯韦方程组17
1.1.6 电磁场的波动方程18
1.2 电磁场的势函数和规范不变性19
1.2.1 电型势函数19
1.2.2 规范不变性和洛伦兹规范20
1.2.3 磁型势函数21
1.3 电磁场理论的几个基本定理22
1.3.1 坡印亭定理22
1.3.2 唯一性定理25
1.3.3 等效原理26
1.3.4 互易定理27
第2章 电磁场理论中的算子和算子方程30
2.1 希尔伯特空间和线性算子30
2.1.1 函数集合和函数线性空间30
2.1.2 内积空间和希尔伯特空间31
2.1.3 希尔伯特空间的线性算子和线性泛函32
2.2 电磁理论中常见标量函数空间的微分算子33
2.2.1 拉普拉斯算子和亥姆霍兹算子34
2.2.2 斯特姆-刘维尔算子35
2.3 标量函数微分算子方程36
2.3.1 算子的本征值和本征函数36
2.3.2 非齐次微分算子方程38
2.3.3 算子方程的变分原理39
2.4 格林函数和分布论40
2.4.1 分布论和广义函数40
2.4.2 非齐次微分算子方程解及格林函数的谱表示44
2.5 希尔伯特矢量函数空间和矢量微分算子47
2.5.1 希尔伯特矢量函数空间47
2.5.2 电磁理论中常见矢量偏微分算子49
2.5.3 矢量微分算子的并矢格林函数52
2.6 电磁场矢量微分算子方程的变分原理52
2.6.1 矢量电磁场的标准变分原理53
2.6.2 矢量电磁场的修正变分原理53
2.6.3 矢量电磁场的广义变分原理55
2.7 积分算子和积分算子方程56
2.7.1 积分算子的基本概念56
2.7.2 电磁场问题积分算子方程举例58
第3章 无界均匀媒质空间的电磁场60
3.1 无界均匀各向同性媒质空间的平面电磁波60
3.1.1 亥姆霍兹方程直角坐标系的平面波解60
3.1.2 平面波函数的级数展开63
3.2 无界均匀各向同性媒质空间的标量格林函数64
3.2.1 一维标量亥姆霍兹微分算子的格林函数64
3.2.2 二维标量亥姆霍兹微分算子的格林函数65
3.2.3 三维标量亥姆霍兹微分算子的格林函数66
3.3 无界媒质空间矢量微分算子的并矢格林函数68
3.3.1 无界均匀各向同性媒质空间矢量微分算子的并矢格林函数68
3.3.2 格林函数的奇异性69
3.3.3 非齐次矢量波动方程的积分解和无界空间的辐射条件72
3.4 无界均匀各向同性媒质空间中典型源的场76
3.4.1 无限大平面片状电流源76
3.4.2 无限长直线电流源78
3.4.3 点源83
3.4.4 电流细圆环85
3.5 无界均匀各向异性媒质空间中的平面电磁波86
3.5.1 各向异性媒质的一般特性87
3.5.2 单轴电介质中的平面电磁波87
3.5.3 磁化等离子体中的平面电磁波89
第4章 平面分层媒质中的电磁场92
4.1 均匀填充平行板波导92
4.1.1 平行板波导中的自然电磁模式92
4.1.2 平行板波导的本征函数及其与自然波导模的关系96
4.1.3 平行板结构的格林函数和源产生的电磁场97
4.2 接地介质层100
4.2.1 接地介质层结构的本征函数101
4.2.2 接地介质层中的自然波导模、表面波模、辐射模和漏模107
4.2.3 接地介质层的格林函数109
4.3 平面分层媒质结构的一般性分析112
4.3.1 平面分层媒质问题的一般性描述113
4.3.2 平面分层媒质结构的本征函数和自然模114
4.3.3 本征函数展开法的应用115
第5章 柱形导波系统中的电磁场118
5.1 柱形金属波导中电磁场的一般特性分析118
5.1.1 纵向分量表示法和自然模的分类118
5.1.2 模式场的正交性121
5.1.3 柱形金属波导中的电磁能量123
5.2 柱形金属波导问题的本征函数125
5.2.1 柱形金属波导中电磁场的本征值问题125
5.2.2 矩形域中的本征函数126
5.2.3 圆形区域中的本征函数128
5.3 柱形金属波导的非均匀性及其积分算子方程表示129
5.3.1 理想导体柱形波导的并矢格林函数129
5.3.2 柱形金属波导中的障碍物131
5.3.3 壁上存在开孔的金属柱形波导134
5.4 非均匀填充柱形金属波导的变分表示135
5.4.1 本征值问题算子方程的变分原理136
5.4.2 非均匀填充柱形金属波导问题的变分表示137
5.5 介质柱形波导和光纤139
5.5.1 柱形介质波导的本征函数和自然模140
5.5.2 光纤中的电磁模式142
第6章 带线结构中的电磁场144
6.1 开放微带线全波分析的谱域法144
6.1.1 带线结构中电磁场的特点144
6.1.2 傅氏变换域中并矢格林函数表示的场方程145
6.1.3 开放微带线中的并矢格林函数147
6.1.4 场方程的近似解和微带线的色散特性150
6.2 一般屏蔽微带线中场的奇异积分方程表示154
6.2.1 一般屏蔽微带线中电磁场的基本关系154
6.2.2 辅助方程158
6.2.3 奇异积分算子方程的建立159
6.3 希尔伯特变换和奇异积分算子方程160
6.3.1 希尔伯特变换和奇异积分算子方程161
6.3.2 积分区间有限希尔伯特变换162
6.3.3 积分区间带有间隙的奇异积分算子方程163
6.3.4 积分区间带有多个间隙的奇异积分算子方程165
6.4 屏蔽微带线的色散特性168
6.4.1 一般形式屏蔽微带线的色散方程168
6.4.2 简单对称屏蔽微带线的色散特性171
6.4.3 对称屏蔽耦合微带线的色散特性174
第7章 金属腔体中的电磁场178
7.1 矢量微分算子和矢量波函数178
7.1.1 矢量微分算子和本征值问题178
7.1.2 矢量波函数180
7.1.3 本征函数展开法182
7.2 典型腔体中的电磁模式183
7.2.1 矩形腔体中的自然电磁模式183
7.2.2 圆柱形腔体中的自然电磁模式185
7.3 非均匀填充媒质腔体中电磁场的变分原理186
7.4 一般金属腔体电磁场问题的积分算子方程表示188
第8章 电磁场的散射和衍射190
8.1 散射问题的积分算子方程190
8.1.1 标量格林函数表示的积分算子方程一般形式190
8.1.2 电磁散射问题的表面积分算子方程193
8.1.3 散射体为理想介质和理想导体时的表面积分算子方程196
8.2 用并矢格林函数表示的积分算子方程197
8.2.1 电磁散射问题积分算子方程表示的一般形式197
8.2.2 奇异积分的处理199
8.3 圆柱体对平面电磁波的散射200
8.3.1 圆柱介质对平面电磁波的散射200
8.3.2 理想导体圆柱对平面电磁波的散射203
8.4 理想导体柱对电磁近场的散射205
8.4.1 任意形状理想导体柱的电磁近场散射205
8.4.2 圆形理想导体柱的近场散射207
8.5 导体屏窄缝对电磁场的衍射208
8.5.1 对近场的衍射208
8.5.2 对平面电磁波的衍射212
第9章 时域电磁理论214
9.1 非色散媒质中的瞬变电磁场214
9.1.1 无界均匀媒质中任意时变平面电磁波214
9.1.2 均匀无耗各向同性媒质无界空间二维时域格林函数217
9.1.3 均匀无耗各向同性无界媒质空间中三维时域格林函数221
9.1.4 有耗均匀无界媒质空间中的二维时域格林函数224
9.1.5 有耗均匀无界媒质空间中的三维时域格林函数226
9.1.6 半空间上方无限长平行线源的瞬态响应227
9.1.7 半空间上方竖直电偶极子的瞬态响应230
9.2 色散媒质中瞬变电磁场传播的索末菲理论235
9.2.1 问题的描述和表示方法235
9.2.2 瞬变电磁场在色散介质中传播的基本特性237
9.2.3 预现波的粗略分析241
9.3 色散媒质中瞬变电磁场传播的布里渊理论243
9.3.1 最速下降法的应用243
9.3.2 鞍点的位置244
9.3.3 第一预现波248
9.3.4 第二预现波250
9.3.5 电磁信号的速度251
9.4 传输系统中的瞬变电磁场254
9.4.1 空心波导中电磁脉冲信号的传输255
9.4.2 矩形波导中线源所激发的瞬变电磁场257
9.5 辐射系统的瞬变电磁场259
9.5.1 电偶极子辐射的瞬变电磁场259
9.5.2 磁偶极子辐射的瞬变电磁场260
9.5.3 对称线天线辐射的瞬变电磁场263
9.5.4 对称圆柱天线的瞬变电磁辐射267
9.5.5 分布加载天线的瞬变电磁辐射270
第10章 计算电磁学原理276
10.1 算子方程近似求解的加权余量法276
10.1.1 加权余量法基本原理276
10.1.2 内域积分形式的加权余量法——矩量法277
10.2 频域积分算子方程及其矩量解法280
10.2.1 电磁场问题中的频域积分算子方程280
10.2.2 二维散射问题的矩量法应用281
10.2.3 谐振问题和混合积分方程法284
10.2.4 矩量法在三维散射问题中的应用286
10.2.5 积分方程求解的快速多极子方法290
10.3 时域积分方程法295
10.3.1 时域积分方程的导出296
10.3.2 数值法求解时域积分方程的基本框架301
10.4 基于变分原理的有限元法306
10.4.1 有限元法基函数的构造306
10.4.2 有限元法用于矢量波动方程构成的边值问题308
10.4.3 有限元法的伪解问题310
10.4.4 矢量基函数311
10.4.5 矢量有限元法单元矩阵的计算315
10.5 时域有限元法317
10.5.1 基于麦克斯韦旋度方程的时域有限元法317
10.5.2 基于矢量波动方程的时域有限元法320
10.6 时域有限差分法323
10.6.1 时域有限差分法的基本原理323
10.6.2 数值稳定性和数值色散327
10.6.3 高阶时域有限差分法331
10.6.4 ADI-FDTD法333
10.6.5 时域有限差分法用于开域问题336
10.7 时域多分辨分析法339
10.7.1 正交多分辨分析339
10.7.2 常用正交小波基342
10.7.3 基于Haar小波基的时域多分辨分析法345
10.7.4 基于Battle-Lemarie小波基的时域多分辨分析法347
10.7.5 数值稳定性和数值色散分析352
参考文献354
《现代物理基础丛书》已出版书目357