高等电磁理论一班

课程编码：180093080900P1005H-1 英文名称：Advanced Electromagnetic Theory 课时：50 学分：2.50 课程属性：学科核心课 主讲教师：王勇

本课程为电磁场与微波技术、物理电子学、信息与通信等专业研究生的重要理论基础课程，包括电磁场基本理论、平面电磁波、电磁场辅助函数及解法、电磁场定理与原理、电磁辐射与散射、运动系统的电磁场、电磁场的数值计算方法、导波理论等内容，使学生掌握电磁场与电磁波原理、电磁波产生与传播机理等基本规律，建立独立分析解决电磁场有关问题的科学思维。

矢量分析与场论、数学物理方法及特殊函数、电磁场与电磁波

第一章 矢量分析 3学时 王勇
第1节 矢量代数
第2节 散度、旋度和梯度
第3节 关于散度和旋度的一些定理
第4节 曲线正交坐标系
第5节 并矢和张量
第6节 拉普拉斯运算与格林定理
第7节 特殊函数简介
第二章 基本电磁理论 5学时 王勇
第1节 电荷和静电场
第2节 电流和静磁场
第3节 Maxwell方程
第4节 介质的电磁特性
第5节 边界条件
第6节 辐射条件
第7节 电磁能量与能流
第8节 磁荷与磁流
第9节 电磁微分方程
第10节 Green定理
第11节 矢量场唯一性定理
第12节 Helmholtz定理
第三章 平面电磁波 5.5学时 王勇
第1节 各向同性、均匀媒质中的平面波
第2节 电磁波的极化
第3节 各向异性、均匀媒质中的平面波
第4节 平面波对分界面的垂直入射
第5节 平面波对分界面的斜入射
第6节 平面波对多层介质分界面的垂直入射
第7节 非均匀媒质中的平面波
第四章 电磁场辅助函数及解法 7学时 王勇
第1节 标量位和矢量位
第2节 Hertz位
第3节 用位函数表示无源区的电磁场
第4节 标量基本波函数
第5节 矢量基本波函数
第6节 标量Green函数
第7节 并矢Green函数
第五章 电磁场定理与原理 4.5学时 王勇
第1节 亥姆霍兹定理
第2节 惟一性定理
第3节 镜像原理
第4节 等效原理
第5节 感应定理
第6节 互补原理
第7节 洛仑兹互易定理
第六章 电磁辐射与散射-Part1 3.5学时 王勇
第1节 电磁场的求解
第2节 辐射场
第3节 辐射矢量
第4节 点源场的平面波展开
第5节 线源场的平面波展开
第6节 电磁场的多极展开
第7节 电磁场的球面波展开
第8节 口径场的辐射
第9节 平面口径场的辐射计算
第七章 电磁辐射与散射-Part2 4学时 王勇
第1节 散射矩阵和散射截面
第2节 平面波的柱面波函数展开
第3节 平面波的球面波函数展开
第4节 柱面波的球面波函数展开
第5节 Bessel函数的叠加定理
第6节 球Bessel函数的叠加定理
第7节 理想导电圆柱对平面波的散射
第8节 理想导电圆柱对柱面波的散射
第9节 理想导电球对平面波的散射
第10节 理想导电球对球面波的散射
第11节 介质球对平面波的散射
第12节 无限大平面对平面波的散射
第八章 运动系统电磁场 6.5学时 王勇
第1节 相对论的历史背景及重要实验基础
第2节 狭义相对论的基本原理
第3节 洛伦兹变换
第4节 电流密度和电荷密度的变换
第5节 时间和空间导数的相对论变换
第6节 电磁场物理量的变换关系
第7节 场矢量变换在研究真空中运动系统电磁场时的应用
第8节 电磁波的相位不变性及其重要结论
第9节 运动煤质电动力学
第10节 电磁场方程的四维形式
第九章 导波理论-Part1 4学时 王勇
第1节 波动方程
第2节 导波场的行波解
第3节 导波场的横向和纵向分量
第4节 矩形波导中的电磁波
第5节 圆柱波导中的电磁波
第6节 同轴波导中的电磁波
第7节 同轴电缆中的横电磁波
第8节 波导模式的一般特性
第9节 波导场的正交性
第10节 波导的激励
第11节 介质波导中的电磁波
第十章 导波理论-Part2 2.5学时 王勇
第1节 谐振腔的主要参数
第2节 矩形谐振腔
第3节 圆柱和同轴谐振腔
第4节 腔体形变对谐振频率的影响
第5节 偏心同轴谐振腔
第十一章 电磁场数值计算 4.5学时 王勇
第1节 引言
第2节 矩量法
第3节 有限元法
第4节 时域有限差分法

王勇，男，中国科学院空天信息创新研究院研究员，博士生导师，中国科学院大学教授，国防科技大学兼职教授，长沙理工大学客座教授，《真空电子技术》杂志编委。在中国科学院大学讲授的《高等电磁理论》课程，连续4年被评为“研究生优秀课程”。曾荣获中国科学院大学最高级别的教师奖——“李佩优秀教师奖”和“中国科学院杰出科技成就奖”。
李超 博士，研究员，博士生导师。主要从事毫米波与太赫兹成像雷达技术、新型人工电磁材料与天线、电磁场数值计算等方面的研究工作。作为负责人主持和完成国家863计划重点项目、国家重点研发计划项目、国防科技创新重点项目、装备预研重点项目、装发共性技术重点项目、国家自然科学基金项目等二十余项，在Phys. Rev. Lett.，IEEE T. MTT等国际著名学术期刊上发表SCI论文七十余篇，申请发明专利三十余项；获军队科技进步奖、教育部自然科学奖等多项省部级科技奖励。