本书融入了作者约半个世纪的教学体验， 从历史背景、 物理概念、 理论分析、 计算方法和工程应用几方面全方位介绍电磁场与电磁波的基本知识， 以麦克斯韦方程的建立与应用的历史发展脉络为主线展开论述， 符合认识规律， 便于阅读， 易于理解。主要内容包括： 场论基础、 电磁实验定律和场量基本方程、 静态场、 动态场、 电磁波的传播、 电磁波的传输、 电磁波的辐射等， 并从综合分析的角度对电磁场与电磁波进行了概括和总结。本书提供配套电子课件和习题解答。

第3版前言 在麦克斯韦理论的建立和应用发展过程中， 始终贯穿着一条严密的理论推导线索： 以三大实验定律为实验基础， 以矢量分析为数学工具， 建立了以场源相互作用规律和转换关系的静态场方程所描述的静态场理论， 在时变条件下将静态场方程推广为动态场方程——麦克斯韦方程所描述的动态场理论； 再利用麦克斯韦方程导出的波动方程的解——波函数中的物理参量去分析、 解释和解决电磁波传播、 传输和辐射工程领域中的电磁现象和技术问题。因此， 电磁场与电磁波这门课有着严密的科学体系。 抽象的概念和复杂的数学推导为读者学习这门课带来相当的困难。为便于初学者能顺利阅读和理解， 增加其可读性， 本教材曾简化了某些理论推证。 但简化理论推证必须遵循一个原则： 不能破坏麦克斯韦理论的严密性。为了妥善处理可读性与严密性间的统一和协调关系， 趁此次再版的机会， 特将重要定理的严格推论作为附录写入书中， 以方便读者深入学习时可直接查找和参阅。 不论对文字、 公式和插图， 均对本教程进行了较为全面的修订和完善。配套的电子教案和习题解答也进行了相应修订和完善。 恳请读者提出批评和指正。 符果行2015年10月于电子科技大学第2版前言 本次再版教材， 仍然保持本书由特殊到一般， 循序渐进， 突出物理概念， 简化理论推导， 强调分析思路和工程应用的特色不变。 　　“电磁场与电磁波”教材， 已经出版过按照各种教学体系和结构的很多版本， 它们各具特点， 适合于不同层次的读者阅读。教学实践表明， 对于初学者， 本书的体系和结构符合认知规律， 更易于读者理解和接受。因此， 本次再版对教材体系和结构未做重大变动。 　　本次修订侧重于两点： 一是， 对第1版进行进一步统一和完善， 使之更臻成熟； 二是， 近年来随着科技发展的日新月异， 新技术层出不穷， 有必要对第1版中工程应用的部分内容进行必要的更新和增补。 　　为了突出“电磁场与电磁波”的理论体系和基本内容， 本次再版特将书中属于自学的阅读材料（相关历史背景和人物及工程应用介绍）、 思考题和习题用区别于正文的不同字体排版， 以示区别。配套的电子教案和习题解答也做了相应修订。 　　欢迎读者在使用中提出改进意见。 符果行2012年6月于电子科技大学前言 本书是为初学者编写的“电磁场与电磁波”的入门教程， 适合作为普通高等学校电子、 信息和通信等专业的本、 专科生教材， 也供相关科技人员作为电磁场与电磁波的学习参考。 “电磁场与电磁波”课程的特点可以概括为： 抽象化、 数学化、 难教难学。读者对象与课程特点间不相适应的差距所带来的困难， 要求在教学上采用一定的方法来加以化解。据此， 本书融入了作者约半个世纪的教学体验， 着重基于教学角度考虑， 从历史背景、 物理概念、 理论分析、 计算方法和工程应用几方面全方位介绍电磁场与电磁波的基本知识， 以麦克斯韦方程的建立与应用的历史发展脉络为主线展开论述， 符合认识规律， 便于阅读， 易于理解。 本书第1、 2章为数学、 物理基础， 第3、 4章为电磁场部分， 第5～7章为电磁波部分， 第8章为概括和总结。本教程以电磁实验定律为基础（第2章）， 以矢量分析为工具（第1章）， 在时变条件下将静态场推广为动态场， 建立反映动态场变化规律和特性的麦克斯韦方程（第3、 4章）， 并将麦克斯韦方程用于解释、 解决在传播、 传输和辐射应用领域中动态场的波动问题（第5～7章）， 在此基础上从教学角度对电磁场与电磁波的主要问题进行综合分析（第8章）。 为了适应读者对象和课程特点的要求， 本书在内容安排上具有如下特点： （1）内容安排由特殊到一般， 循序渐进， 符合认识规律。 （2）强化和突出物理概念， 简化理论推导， 易于理解。 （3）系统介绍计算方法， 范例强调分析思路， 一例多解， 开拓思路。 （4）以场为主， 场、 路结合， 加强对比， 融会贯通。 （5）重视工程应用， 适当外延， 满足不同专业教学需求（考虑到非电磁场专业一般很少安排电波传播、 微波技术和天线工程等后继课程， 本教程应适当涵盖这些课程相关的电磁基本原理， 但不过多涉及具体工程技术问题。第5～7章作为以场论为基础的外延和应用， 已适当奠定了后继的三门课程的理论基础。第3～7章介绍了电磁场与电磁波的工程应用）。 （6）思考题着重于物理概念和分析思路， 可作为复习提纲。 （7）按基本要求精选或设计例题和习题， 力求适合读者的接受程度（少量较难的习题给出提示）。 对本课程的学习方法和教材处理提出如下建议供参考。 （1）掌握“三基”： 基本概念——理解； 基本理论——推导； 基本方法——计算。目的是提高电磁理论综合素养， 增强分析、 应用能力。但对初学者来说， 基本理论主要强调推导思路。 （2）掌握公式的内涵： 来龙去脉、 应用条件、 物理意义和计算方法。 （3）教学内容可针对不同对象做适当取舍： 本科生应强调理论的系统性， 工程应用内容可作为阅读材料或根据需要选讲； 专科生可适当降低理论要求， 对于较深的内容可以删减（如分离变量法和平面波的斜入射）或只做定性介绍（如电、 磁能量和惠更斯面元）。 （4）建议教学参考学时为60~80学时。 本书提供免费电子课件和习题解答， 可登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）注册下载。 在教材编写过程中， 得到电子科技大学冯林、 刘昌孝和吕明三位教授的大力支持和帮助， 冯林教授还审阅了书稿部分内容， 提出了宝贵的修改意见。教材配套电子课件由符凯、 李化制作。陈付均在全书文字上做了许多工作， 全力协助书稿的编写。对于他们的支持、 帮助和卓有成效的工作， 一并在此表示衷心的感谢！ 在教材编写过程中， 查阅了大量相关书籍和技术资料， 吸取了许多专家和同行的宝贵经验， 获得了有益的启示， 在此向他们表示真诚的谢意！ 对书中存在的不足之处， 敬请广大读者批评指正。

目录 第1章场论基础（） 11场的概念和表示（） 111场的分类（） 112矢量场的基本运算（） 113常用正交坐标系（） 12场的性质和描述（） 121场域性质（） 122场点性质（） 13梯度、 散度和旋度的比较（） 14常用恒等式和公式（） 15亥姆霍兹定理（） 思考题（） 习题（） 第2章电磁实验定律和场量 基本方程（） 21源量的定义和定律（） 211电荷和电荷分布（） 212电流和电流密度（） 213电荷守恒定律与电流 连续性方程（） 22静止电荷的实验定律（） 221库仑和库仑定律的建立（） 222库仑定律和电场强度（） 223静电场基本方程（） 23稳恒电流的实验定律（） 231安培和安培定律的建立（） 232安培定律和磁感应强度（） 233静磁场基本方程（） 24时变电流的实验定律（） 241法拉第和法拉第电磁感应 定律的建立（） 242法拉第电磁感应定律（） 思考题（） 习题（） 第3章静态场（） 31辅助位和辅助位方程（） 311静电场的标量电位和 标量电位方程（） 312静磁场的矢量磁位和 矢量磁位方程（） 32介质中的静态场——静电场和 静磁场辅助场量方程（） 321电介质中的静电场（） 322磁介质中的静磁场（） 33导体中的静态场——稳恒电流场 和稳恒电场方程（） 331导体的传导性和欧姆 定律（） 332导体的能量损耗和焦耳 定律（） 333含源电流回路的电源 电动势（） 334稳恒电流场和稳恒电场 方程（） 34静态场中的导体（） 341电容和电容器（） 342电感和电感器（） 343电阻和电阻器（） 35静态场的边界条件（） 351静电场的边界条件（） 352静磁场的边界条件（） 353稳恒电流场和稳恒电场的 边界条件（） *36静态场的能量（） 361静电场的能量（） 362静磁场的能量（） 37静态场的计算方法（） 371静态场的分布型问题（） 372静态场的边值型问题（） 373直接积分法（） *374分离变量法（） 375镜像法（） 376无源区问题的类比解法（） 38静态场的应用（） 381静电比拟在电解槽中的 应用（） 382带电粒子流的电、 磁偏 转在喷墨打印机和回旋 加速器中的应用（） 383霍尔效应在磁流体发电机 中的应用（） 384超导现象在磁悬浮技术 中的应用（） 思考题（） 习题（） 第4章动态场（） 41静态场方程在时变条件下的 推广（） 411法拉第电磁感应定律的启示 ——涡旋电场（） 412问题的提出——位移 电流（） 413动态场方程——麦克斯韦 方程（） 42辅助动态位（） 421时变电磁场的标量电位 和矢量磁位（） 422时变电磁场动态位的 波动方程（） 43时变电磁场的边界条件（） 431边界条件的一般形式（） 432边界条件的特殊形式（） 44时变电磁场的能量、 能流和 能量守恒定律（） 441时变电磁场的能量（） 442时变电磁场的能流——坡印 廷矢量（） 443时变电磁场的能量守恒定律 ——坡印廷定理（） 45时谐电磁场（） 451时谐电磁场的复数 表示法（） 452时谐电磁场的麦克斯韦 方程和本构方程（） 453时谐电磁场的辅助动 态位（） 454时谐电磁场的复坡印廷 定理（） 46动态场的应用（） 461电磁感应在电子感应加速器 中的应用（） 462电磁屏蔽在电磁兼容技术中 的应用（） 463瞬变电磁场在雷达中的应用 ——冲激脉冲雷达（） 47麦克斯韦和麦克斯韦理论建立 的意义（） 471麦克斯韦生平简介（） 472麦克斯韦理论的建立 过程（） 473麦克斯韦理论的意义（） 思考题（） 习题（） 第5章电磁波的传播（） 51一般波动方程（） 52无界均匀媒质中平面电磁波 的传播（） 521理想介质中的平面 电磁波（） 522导电媒质中的平面 电磁波（） 523任意方向传播的均匀 平面电磁波（） 524平面电磁波的极化（） 53有界均匀媒质中平面电磁波 的传播（） 531不同理想介质平面边界上入射 的均匀平面电磁波（） 532理想介质和理想导体平面 边界上入射的均匀平面 电磁波（） 54无线电波的传播（） 541无线电波传播概论（） 542地波传播（） 543天波传播（） 544空间波传播（） 55电磁波传播的应用（） 551极化技术在目标识别中 的应用（） 552反射特性在对流层散射 通信中的应用（） 思考题（） 习题（） 第6章电磁波的传输（） 61传输线概述（） 62导行电磁波的一般传输特性 分析（） 621纵向场量法（） 622各类导波模式的一般传输 特性（） 63矩形波导中导行电磁波的 传输特性（） 631导波模式的横场分布 特性（） 632导波模式的纵场传输 特性（） 633导波主模式的传输 特性（） 64其他导波系统简介（） 641圆形波导（） 642同轴波导（） 643微带线和类微带线（） 644介质波导和光波导（） 65微波传输线（） 651一般传输线方程（） 652传输波的传输特性（） 653传输线的工作状态（） 654传输线的阻抗匹配（） 66电磁波传输的应用（） 661数字微波通信在军事上 的应用（） 662卫星通信在全球卫星定位 系统中的应用（） 663光纤通信传输系统在全光 网络通信技术中的应用（） 664宽带传输技术在多媒体通信 中的应用（） 思考题（） 习题（） 第7章电磁波的辐射（） 71赫兹和赫兹实验（） 72振荡偶极子的辐射（） 721滞后位（） 722振荡电偶极子（赫兹偶极子） 的辐射（） 723振荡磁偶极子的辐射（） 73天线的电参量（） 731方向性图、 主瓣宽度和 副瓣电平（） 732方向性系数、 效率和增益 系数（） 733输入阻抗和辐射电阻（） 74线形天线（） 741对称振子天线（） 742引向天线（） 743宽频带天线（） 744螺旋天线（） 745旋转场天线（） 746槽隙天线（） 747微带天线（） 75面形天线（） 751面形天线辐射场的分析 方法（） *752惠更斯面元的辐射（） 753喇叭天线（） 754抛物面天线（） 755双反射面天线（） 76天线阵（） 761方向性相乘原理（） 762常见二元阵天线（） 763直线阵天线（） 77电磁波辐射的应用（） 771方向性相乘原理在相控阵 天线中的应用（） 772智能天线在移动通信系统 中的应用（） 773电磁辐射在电子战中 的应用（） 774电磁辐射在生物电磁学 中的应用（） 思考题（） 习题（） 第8章综论（） 81电磁理论的进展与科技发展 的关系（） 82对场本质的探索与认识 进程（） 83场源、 场量和媒质的相互 作用规律和转化关系（） 84电磁定律、 定理和方程的 推演关系（） 85理解、 分析和计算场问题的 重要方法（） 附录A重要矢量公式（） 附录B常用坐标系的变换关系（） 附录C梯度、 散度、 旋度和拉普拉斯 的常用坐标表示式（） 附录D重要定理的推证（） 附录E部分习题参考答案（） 参考文献

符果行，长期从事电磁理论、微波技术和电波传播的教学和研究工作，在职期间先后任电子科技大学微波工程系毫米波教研究室主任和电磁场教研室主任，为电子科技大学电工学院微波工程系教授，硕士生导师和博士生副导师。

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