成都工業(yè)學(xué)院電磁場與電磁波13級本科期末復(fù)習(xí)要點

1、 2014-2015（2）電磁場與電磁波期末考試知識點要求灰色，黃色，紅色；題型一、填空題2*20=40分二、簡答題5*4=20分三、計算題10*4=40分重點章節(jié)：第一二三章，第四章，第五章和第六章。第七章略作了解。第八章有要求掌握的內(nèi)容。第一章 矢量分析和場論基礎(chǔ)能夠用公式解釋和說明無旋無散場的特點。以及有源場、無散場、有旋有散場的特點。1、理解標(biāo)量場與矢量場的概念；場是描述物理量在空間區(qū)域的分布和變化規(guī)律的函數(shù)。2、理解矢量場的散度和旋度、標(biāo)量場的梯度的概念，熟練掌握散度p19、旋度p23和梯度-p13例題1.31。 的計算公式和方法（限直角坐標(biāo)系）。梯度：， p13物理意義：梯度的方向

2、是標(biāo)量u隨空間坐標(biāo)變化最快的方向；梯度的大?。罕硎緲?biāo)量u的空間變化率的最大值。散度：單位空間體積中的的通量源，有時也簡稱為源通量密度 p17，12高斯定理： 體積分等于限定體積的面積分 p20 p23旋度：其數(shù)值為某點的環(huán)流量面密度的最大值，其方向為取得環(huán)量密度最大值時面積元的法線方向。斯托克斯定理： 面積分等于限定面積的線積分?jǐn)?shù)學(xué)恒等式：無旋場，無散場 1.對于一個旋度處處為零的矢量場F?？偪梢园阉硎緸槟骋粯?biāo)量場的梯度 p262.對于散度處處為零的矢量場F，總可以把它表示為某一矢量場的旋度 p273、理解亥姆霍茲定理的重要意義：若矢量場 A 在無限空間中處處單值，且其導(dǎo)數(shù)連續(xù)有界，源分布在

3、有限區(qū)域中，則矢量場由其散度和旋度唯一地確定，并且1.矢量場 A 可表示為一個標(biāo)量函數(shù)的梯度和一個矢量函數(shù)的旋度之和。2. .矢量場 A 可表示為一個無旋場和無散場之和 p30第二章 電磁場基本規(guī)律一些重要概念和術(shù)語。庫侖定律p38，電磁感應(yīng)定律。安培環(huán)路定律。電荷守恒定律。電荷的幾種幾何形式：面，體，線，點。及其意義電流的幾種幾何形式：面，體，線。及其意義。會計算電偶極子的電場強度-點電荷電場強度的疊加 p40例題2.21；會計算均勻帶電的環(huán)形薄圓盤軸線上任意點的電場強度。 P41例題2.22 2.21會熟練計算真空中均勻帶電球體的場強分布。 例題2.22媒質(zhì)對電磁場的響應(yīng)可分為三種情況：極

4、化p50、磁化p55和傳導(dǎo)p61。描述媒質(zhì)電磁特性的參數(shù)： 介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率。.矢量場 A 可表示為一個本構(gòu)關(guān)系p53-3，p58-3麥克斯韋方程的兩種基本形式。P70兩個方程組的積分形式 第三章 靜態(tài)場及其邊值問題基本概念和術(shù)語，以及其物理意義。各種邊界條件的表達(dá)式。P901、 理解靜電場與電位的關(guān)系， p92 2、 理解靜電場的通量和散度的意義， p106，靜電場是有散無旋場，電荷分布是靜電場的散度源。 3、 理解靜電場邊值問題的唯一性定理，能用平面鏡像法解簡單問題； 例題3.52唯一性定理表明：對任意的靜電場，當(dāng)電荷分布和求解區(qū)域邊界上的邊界條件確定時，空間區(qū)域的場分布就唯一地確

5、定的 p128理解比擬法的原理和意義。鏡像法：利用唯一性定理解靜電場的間接方法。關(guān)鍵在于在求解區(qū)域之外尋找虛擬電荷，使求解區(qū)域內(nèi)的實際電荷與虛擬電荷共同產(chǎn)生的場滿足實際邊界上復(fù)雜的電荷分布或電位邊 界條件，又能滿足求解區(qū)域內(nèi)的微分方程。 P131點電荷對無限大接地導(dǎo)體平板的鏡像：當(dāng)兩半無限大相交導(dǎo)體平面之間的夾角為時，n =360/，n為整數(shù)，則需鏡像電荷數(shù)為n-1. 4、 了解直角坐標(biāo)系下的分離變量法； p147特點：把求解偏微分方程的定解問題轉(zhuǎn)化為常微分方程求解。如：，令則有：，5、 理解恒定磁場的環(huán)量和旋度的意義，, 表明磁場是無散有旋場，電流是激發(fā)磁場的旋渦源。6、 理解矢量磁位的意義

6、，并能根據(jù)矢量磁位計算磁場。B=A，（庫侖規(guī)范：）會計算電偶極子的電位。第四章 時變電磁場能夠背誦和默寫時變電磁場的麥克斯韋方程p182；時諧場的麥克斯韋方程p183。 1、 掌握麥克斯韋方程組的微分形式，理解其物理意義。熟練掌握正弦電磁場的復(fù)數(shù)表示法。 P179時變電場的麥克斯韋方程，本構(gòu)關(guān)系：，復(fù)數(shù)表示：， 2、 正確理解和使用邊界條件一般情況， 理想介質(zhì)與理想介質(zhì)， 理想介質(zhì)與理想導(dǎo)體：， ， 3、 掌握電磁場的波動方程， p172無源理想介質(zhì)，亥姆霍茲方程4、 理解坡印廷矢量定義及其物理意義，并應(yīng)用它分析計算電磁能量的傳輸情況。P176S：表示單位時間內(nèi)通過垂直于能量流動方向單位面積上

7、的的能量。， 會計算坡印廷矢量和平均坡印廷矢量。5、 理解矢量位A和標(biāo)量位的概念以及A、滿足的方程。P173在洛倫茲規(guī)范下，該方程表明矢位A的源是電流密度，而標(biāo)位u 的源是電荷。時變場中電流密度和電荷是相互關(guān)聯(lián)的。洛倫茲規(guī)范和庫倫規(guī)范的表達(dá)式、意義、特點及應(yīng)用。P174第五章 均勻平面電磁波重要概念和術(shù)語波的極化分類、特點。判斷。1.掌握均勻平面波的概念和表示方法。了解研究均勻平面波的重要意義。P193均勻平面波：等相位面上電場和磁場的方向、振幅都保持不變的平面波，1、 理解并掌握均勻平面波在無界理想介質(zhì)中的傳播特性p1961）橫電磁波2）無衰減3）波阻抗為實數(shù)4）無色散5）2、 理解并掌握均

8、勻平面波在無界有損耗媒質(zhì)中的傳播特性，p207，1）是橫電磁波2）有衰減3）波阻抗為復(fù)數(shù)4）有色散5）3、 低耗介質(zhì)和良導(dǎo)體1）低耗介質(zhì)：特點：衰減小；電場和磁場之間存在較小的相位差2）良導(dǎo)體趨膚效應(yīng)：高頻電磁波在良導(dǎo)體中衰減很快，以致于無法進(jìn)入良導(dǎo)體深處，僅可存在其表面層內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。 趨膚深度()：電磁波進(jìn)入良導(dǎo)體后，場強振幅衰減到表面處振幅的1/e 時所傳播的距離4、 理解波的極化概念，掌握電磁波極化方式的判斷方法。它們各自的特點。P200波的極化：電場強度矢量隨時間變化的軌跡和形狀。對于沿+ z 方向傳播的均勻平面波：線極化：d0、p 。d 0，在1、3象限； d p ，在

9、2、4象限。圓極化： d p /2，ExmEym 。取“”，左旋圓極化；取“”，右旋圓極化。橢圓極化：其它情況。 0 d p ，左旋；p d 0，右旋 。已知某媒質(zhì)中的均勻平面波，告訴其磁場強度的表達(dá)式，（如，） 則會寫出電場強度的方向和大小及表達(dá)式。 P203例題5.21第六章 平面電磁波的反射與透射合成波的計算、相關(guān)判斷。相關(guān)重要術(shù)語和概念。1.深刻理解均勻平面波對理想導(dǎo)體平面p229和對理想介質(zhì)平面的垂直入射p232，要求熟練掌握分析方法和過程，理解所得結(jié)果所表征的物理意義；反射系數(shù)：，透射系數(shù)：1） 對理想導(dǎo)體平面的垂直入射（駐波）：， p2292） 對理想介質(zhì)平面的垂直入射（行駐波）

10、， p232，振幅：，振幅：，1、 了解均勻平面波對分界面的斜入射的分析方法，理解反射定律和折射定律。P242相位匹配條件：折射定律：2、 了解產(chǎn)生全反射現(xiàn)象和無反射現(xiàn)象的條件，了解其應(yīng)用。P247全反射：，當(dāng)，出現(xiàn)沿界面?zhèn)鞑サ馁渴挪ɑ虮砻娌?。全透射：?會計算給定頻率給定媒質(zhì)中均勻平面波的傳播參數(shù)。例題6.14會計算給定平面波在給定電場強度（或磁場強度條件下），求其伴隨磁場強度（或電場強度），以及相關(guān)參數(shù)。及其給定方向的傳播特性和場強及相關(guān)參數(shù)。會計算電磁波的群速度，在給定媒質(zhì)中的。會計算給定磁（電）場強度，相位常數(shù)條件下，電磁波的相關(guān)參數(shù)以及給出電磁場表達(dá)式。第七章 導(dǎo)波主要和主要概念。導(dǎo)

11、波，波導(dǎo)。模。傳輸線的工作狀態(tài)和特點。1、 理解分布參數(shù)的概念，理解傳輸線上電壓波、電流波的特點；p260，2、 理解傳輸線的特性參數(shù)、波的傳播特點及工作狀態(tài)分析。特性參數(shù)，傳播特點：行駐波，電壓波腹點：3、 掌握特性阻抗、輸入阻抗、反射系數(shù)、終端反射系數(shù)、駐波系數(shù)的定義、計算公式和物理意義。1）反射系數(shù)，終端反射系數(shù)2）輸入阻抗，負(fù)載阻抗3）駐波系數(shù)4、 理解傳輸線三種不同工作狀態(tài)的條件和特點，掌握匹配的意義和實現(xiàn)匹配的方法。1）終端短路：，2）終端開路：，3）阻抗匹配：，半波線：，四分之一波長變換器：理解波導(dǎo)的縱向場分析法的思路。理解電磁波的三種形式，即TEM、TE、TM波的意義。縱向場法

12、的思想：沿+z方向傳播的電磁波，橫向場分量Ex,Ey,Hx,Hy僅與Ez，Hz有關(guān)。所以可以用電磁場的縱向場來表示其橫向場量的分析方法。波導(dǎo)中電磁場能夠單獨存在的形式稱之為電磁場的傳輸模式。P261橫電磁波（TEM波或TEM模）：橫電波（TE波或TE模）：橫磁波（TM波或TM模）：掌握波導(dǎo)傳播特性參數(shù)，如截止頻率（截止波長）、相位常數(shù)、波導(dǎo)波長、相速度的計算公式。了解分析具體波導(dǎo)中可能的傳播模式的方法；波導(dǎo)傳輸條件：，相速度，波導(dǎo)波長群速度，波阻抗，理解主模TE10和單模傳輸?shù)囊饬x，對其場的分布、場圖及管壁電流分布有所了解，并了解波導(dǎo)尺寸的設(shè)計原理。，第八章 電磁輻射天線的概念和相關(guān)參數(shù)。近場及遠(yuǎn)場的劃分與特點、區(qū)別。P3141、 理解電磁波與激發(fā)它們的源之間的關(guān)系。了解輻射場的研究方法，掌握滯后位的物理意義。2、 理解電偶極子的近區(qū)場和遠(yuǎn)區(qū)場的意義。1）近區(qū)場(感