2004年电磁场理论复习提纲

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1、电磁场理论复习提纲一、矢量分析与场论基础主要内容与问题：①矢量及矢量的基本运算；②场的概念、矢量场和标量场、源的概念、场与源的关系；③标量函数的梯度，梯度的意义；④正交曲线坐标系的变换，拉梅系数；⑤矢量场的散度，散度的意义与性质，正交曲线坐标系中散度的计算公式；⑥矢量函数的旋度，旋度的意义与性质，正交曲线坐标系中散度的计算公式；⑦矢量场的基本性质，矢量场的构成，Helmholtz定理。二、宏观电磁场实验定律主要内容与问题：①库仑定律，电场的定义，电场的力线；②静电场的性质（Gauss定理，静电场的散度、旋度及电位概念）；③Ampere定律；磁感应强度矢量的定义，磁场的力线；④恒定

2、电流磁场的性质（磁场的散度、旋度和矢势概念）；⑤Faraday电磁感应定律，电磁感应定律的意义；⑥电流连续原理（或称为电荷守恒定律）⑦电磁场与带电粒子的相互作用力，Lorentz力公式。三、介质的电磁性质主要内容与问题：①介质的极化、磁化现象；电磁场与介质的相互作用的物理过程；②极化电荷分布的特点与性质；③极化电流、磁化电流与传导电流的定义及产生的物理机制；它们异同点；④介质的极化现象及其描述方法，极化强度矢量；电位移矢量；⑤介质的磁化现象及其描述方法，磁化强度矢量；磁场矢量；⑥介质的色散现象，色散现象产生的原因；⑦介质的基本分类方法。四、宏观Maxwell方程组主要内容与问题：

3、①静电场与恒定电流磁场与电流连续性原理的矛盾；②位移电流及其意义；③宏观电磁场运动的Maxwell方程组；④Maxwell方程组的物理意义；⑤宏观Maxwell的微分形式、积分形式、边界条件；⑥宏观Maxwell方程组的完备性；⑦电磁波方程、基本解及其基本性质。五、静态电磁场主要内容与问题：①电位（势）函数与电场的关系，静电场方程；②恒定电流磁场，磁矢势与恒定电流磁场，磁矢势的方程；③磁场的标量位函数，磁标位及其方程；④静态电磁场的边界条件；⑤导体系统的电容；⑥载流线圈的电感；⑦静态电磁场的能量，静态电磁场中导体系受力。六、静态电磁场的求解主要内容与问题：①静态电磁场的唯一性定理

4、，唯一性定理的意义；②分量变量方法（分离变量的主要思想、方法和关键问题）；③积分变换方法（积分变换的主要思想、方法和关键问题）；④Green函数求解静态电磁场的基本原理，Green函数的物理意义；⑤导出静态电磁场Green函数表示，证明Green函数的互易性；⑥镜像法的原理，应用条件和物理意义；⑦应用镜像法求上半空间、圆柱壳内外空间、球壳内外空间的Green函数。七、势函数的展开及应用主要内容与问题：①静电场势函数的电多极矩展开；②电多极矩的定义及意义；③小电荷体系与外场相互作用能；④应用虚功原理导出外场中小电荷体系受到的作用力和力矩。八、时变电磁场主要内容与问题：①时变电磁场的

5、基本方程和基本问题；②时变电磁场的势函数；势函数的非唯一性；规范变换及其物理意义；③规范变换与规范变换的不变性，库仑规范，Lorentz规范变换；④D’Alembert方程及其解，推迟势的物理意义；⑤推导Poynting定律、能量密度、能流密度—Poynting矢量表达式；⑥分析电力系统、自由空间、同轴线系统传输电磁波能量原理；⑦时变电磁场与时谐电磁场，时变电磁场的时谐展开及其意义；⑧时谐电磁场的势函数及其方程；⑨为什么时谐电磁场不需要初始条件；⑩在实际应用中，如何表现时变电磁场的初始条件及其影响。九、时谐电磁场的求解方法主要内容与问题：①无界空间时谐电磁场方程的基本解—平面电磁

6、波及其性质；②平面电磁波的极化及其描述方法，线极化、椭圆极化、圆极化；③时谐电磁场方程的分离变量、积分变换、Green函数，镜像原理求解方法；④如何理解时变电磁场的镜像原理，导出时变电磁场源镜像基本方法；⑤证明无源空间时谐电磁场的独立分量只有两个。十、电磁波的辐射主要内容与问题：①电磁波辐射的机理、过程与计算公式；②辐射场的三个区域划分方法，场的结构与特点；③电（磁）偶极子的辐射特性；④天线辐射电磁波的极化特性，设计辐射圆极化电磁波的天线系统；⑤天线的基本概念、基本参数及其意义；⑥相控阵天线的基本概念，工作原理及其应用。十一、广义Maxwell方程组主要内容与问题：①Maxwel

7、l方程的对称性，对偶原理；②等效磁荷和磁流概念，广义Maxwell方程组；③等效磁荷和磁流的物理意义及其等效方法；④应用广义Maxwell方程组求解缝隙天线的辐射；⑤时变电磁场的镜像原理、方法与应用；⑦缝隙天线及其辐射性质。十二、电磁波的传播主要内容与问题：①电磁波波阻抗概念，等效阻抗及其应用；②平面波的反射、折射及应用，全反射现象；③导电介质中的电荷分布特点；④导电介质中电磁波方程，复介电常数；⑤导电介质中波矢量，衰减常数、相位常数；⑥导电介质中电磁波的传播特点，趋肤效应；⑦导