工程电磁学概要

张静和

电磁场是指有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者相互作用，形成电磁场。本书是由David de Wolf 教授整理了几年的教学笔记而撰写的一本电磁场专业著作。本书清晰地阐述了电磁场的物理原理和工程应用原则。纵观全书，作者给出了许多电磁场书籍所省略的公式的数学推导，每章都阐述了数学公式背后的物理原理，使得本书生动易懂。

本书先通过库仑定律和简单的静电场深入讲解了场和势的概念，而后讲述静磁场和麦克斯韦方程，然后再很自然地讲解电动力学、波的传播、波导、输电线和天线的问题。这样由浅入深的讲解易于学生理解电磁场。此外，本书还给出了许多例子来阐述重要的原理，并且在每章背后提供了一定量的练习。

本书分为三部分共21章，第1部分 电场，包含第1-9章：1.引言；2.矢量分析的基础元素；3.静电场；4.静电势；5.静电场的麦克斯韦方程；6.介质中的静电场；7.静电场中的能量，机电力，电容；8.静电场的拉普拉斯方程和泊松方程；9.泊松方程和拉普拉斯方程的数值求解。第2部分 磁场，包含10-15章：10.电流；11.静磁场；12.静磁势；13.电感和磁场储能；14.在媒介当中的静磁场；15.时变电场的扩展，这部分介绍了法拉利电磁感应定律，位移电流，将静电场和静磁场扩展成时变电磁场，推出麦克斯韦方程组。第3部分 电磁波，包括16-21章：16.麦克斯韦方程组如何产生波和信号；17.平面调谐波的重要特征；18.平面波的反射和传播；19波导；20.传输线；21.辐射和天线。此外本书还有5个关于数学公式和参数的附录。

在本书目录之后给出了可供电气工程和应用物理本科高年级学生一学期学习的节选大纲。本书是为了教职人员和学生都能使用而编著的一本书，非常具有实用价值。

David de Wolf是弗吉尼亚理工学院暨州立大学的电气工程专业教授，是电磁场领域的先驱工作者，是美国光学学会和IEEE的会员。endprint