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1、南京邮电大学高等教育自学考试毕业设计设计题目：电磁场与电磁波基础理论的素描姓名准考证号专业指导教师完成日期2009年10月10日139南京邮电大学高等教育自学考试毕业设计任务书（本科）设计（论文）内容、技术要求、主要设计方法（或步骤）：本文是从初学者的角度去观察电磁场与电磁波的基础理论，没有真知灼见，力求内容经得住推敲。全文以三大实验定律（库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律）和两个基本假说（有旋电场假说、位移电流假说）为基础，归纳总结出宏观电磁现象的普遍规律麦克斯韦方程组；然后再讨论静态场、静态场边值问题的解、动态场、导行电磁波、电磁辐射；动态场主要包含
2、均匀平面波的传播、反射、透射，以及电磁波的极化。主要参考文献、资料：《电磁场与电磁波理论》/曹伟，徐立勤著/北京邮电大学出版社《电磁场与电磁波》第4版/谢处方，饶克谨著/高等教育出版社《矢量分析与场论》/谢树艺著/高等教育出版社《费恩曼物理学讲义》第2卷/费恩曼编著/上海科学技术出版社《电动力学》第2版/郭硕鸿著/高等教育出版社要求完成报告书的时间：2009年11月3日审核意见：教师签名：南邮自考办（盖章）下达任务书2009年6月20日注：本表一式三份，指导教师一份、南邮自考办一份、学员一份。139南京邮电大学高等教育自学考试毕业设计（论文）评语表（本科）姓
3、名题目电磁场与电磁波基础理论的素描毕业设计（论文）评语：论文结构完整，各部分内容安排的顺序基本符合要求。作者试图从整体的角度去勾勒电磁学基础理论的大至轮廓并对个别细节加以分析。为了写好这篇论文作者显然查阅了大量的资料，论述比较丰富，条理也很清晰。遗憾的是，由于作者没有深厚的理论基础，也没有相关工作经历，因此本文的论述只能基于常见的书籍从而内容显得平淡浅显，关于深入的电磁学内容明显不足。总而言之，作者能认认真真地修改稿件，一经指出，都能认真对待反复修改。尽管语言仍显稚嫩，但论文条理清晰、说理严密，观点简洁，有一定的参考价值，不失为一篇好文章。指导教师（签名）2
4、009年10月10日备注139目录一、矢量分析二、电磁场的基本规律三、静态电磁场及其边值问题的解四、时变电磁场五、均匀平面波的传播六、导行电磁波七、经典电磁理论的发展139内容摘要全文以三大实验定律（库仑定律、安培定律、法拉弟电磁感应定律）和两个基本假说（有旋电场假说、位移电流假说）为基础，归纳总结出宏观电磁现象的普遍规律——麦克斯韦方程组；然后再讨论静态场、静态场边值问题的解、动态场、均匀平面波、导行电磁波等。文章主要描摹了电磁场与电磁波的基础理论，其中精挑细选的内容散见于数学、物理教材，经过质朴的逻辑以及作者的思考最终汇成本文。本文共分七章，内容包括：矢
5、量分析、电磁场的基本规律、静态电磁场及其边值问题的解、时变电磁场、均匀平面波的传播、导行电磁波、经典电磁理论的发展。139矢量分析如果在全部空间或部分空间里的每一点都对应着某个物理量的一个确定的值，就说在这空间里确定了该物理量的一个场。如果此物理量是数量，该场称为数量场；如果是矢量，该场称为矢量场。电磁场是分布在三维空间的矢量场，而矢量分析是研究电磁场在空间分布和变化规律的基本数学工具之一，因此本节主要讨论标量场的梯度，矢量场的散度、旋度，在此基础上介绍亥姆霍兹定理。一、标量场的梯度梯度是由方向导数引出的概念，方向导数反映了函数u(M)在给定点处沿某个方向的
6、变化率。在直角坐标系中，可证明如下定理定理若函数u(x,y,z)在点M（x,y,z）处可微，对照图（1.1），、、为L的方向余弦，则函数u(x,y,z)在点M处沿L方向的方向导数必存在，且由如下公式给出：（1.1）其中是在点M处的偏导数图（1.1）证：因u=u(x,y,z)在点M可微，故有，其中在时趋于零，将上式两端除以，得,即令取极限，注意到此时有，从而得到公式（1.1）方向导数公式（1.1）可以改写成：，其中，。显然，G在给定点处为固定矢量，当直线L方向与矢量G方向一致时，即时，方向导数取得最大值：139（1.2）可见，矢量G的方向就是函数u(x,y,z
7、)变化率最大的方向，正好是最大变化率的值。我们把G叫做函数u(x,y,z)在给定点处的梯度。梯度有2个重要的性质：1．由（1.2）式可知，方向导数等于梯度在该方向上的投影，写作：2．数量场u(x,y,z)中每一点M处的梯度垂直于过该点的等值面，且指向函数u(x,y,z)增大的一方向。因为u(x,y,z)在等值面上过任意点的任意方向导数为零，则梯度在等值面上投影总为零，投影为零？所以梯度垂直于过该点的等值面。又由于函数沿梯度方向的方向导数，说明函数沿梯度方向是增大的。即梯度指向函数u(x,y,z)增大的方向。例如，如果，则说明E指向函数减小的方向且值的变化率最
8、大。二、矢量场的散度散度定义为矢量场在点M处的通量体
