《电磁场与电磁波》教学大纲

《电磁场与电磁波》课程教学大纲一、课程基本信息课程编码：07S2117B中文名称：电磁场与电磁波英文名称：E1ectromagneticFie1dandE1ectromagneticWave课程类别：专业核心课总学时：48总学分：3适用专业：电子科学与技术专业先修课程：高等数学、大学物理、场论、数学物理方程二、课程性质及目标教学性质：电磁场与电磁波是电子科学与技术专业学生的一门专业核心课程。

通过本课程的学习，要求学生系统地理解电磁场与电磁波的基本概念、基本性质和基本规律，掌握求解电磁场问题的基本方法，为进一步学习其他课程特别是专业课打下基础。

课程目标：1.通过本课程知识的学习，使学生了解电磁场论的发展历程，掌握电磁场论的基本概念、基本性质和基本规律，掌握求解电磁场问题的基本方法，为后续专业课程奠定基础。

引导学生学习科技发展史，树立科技强国意识，感受中国在电子领域的先进成果，激励学生自觉融入到实现中华民族伟大复兴的中国梦进程中。

2.通过本课程知识的学习，使学生掌握电磁场论计算理论的基本方法，并能在具体电子科学与技术专业的具体问题中加以应用。

培养学生解决问题方法的多样性，提高学生数学分析的能力。

3.通过本课程知识的学习，使学生掌握电磁场论分析问题的基本方法，并能在复杂的实际情况中加以应用。

培养学生逻辑思维和创新能力，提高学生设计、开发系统的能力。

不同介质和边界条件对应的场方程形式不同，引导学生用发展的眼光看问题，终身学习，与时俱进，始终拥有先进的理念和较高的职业素养。

I.采用启发式、案例式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。

2.结合科研生产中的实际例子对课程进行讲解，通过课堂讲解，加强学生对基础知识及基本理论的理解。

3.教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性、形象性。

4.通过课内讨论与课外答疑、线下辅导与线上交流相结合的方式，调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。

《电磁场与电磁波》教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：181501；2、课程名称（中/英文）：电磁场与电磁波/ Electromagnetic Fields and Waves ；3、学时/学分：54/3；4 、先修课程：高等数学、大学物理、复变函数与数理方程；5、面向对象：通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术本科生；6、开课院（系）：信息科学与技术学院；7、教材、教学参考书：教材：《工程电磁场与电磁波》，丁君主编高等教育出版社，2005年7月出版；教学参考书：《电磁场与电磁波》（第三版），谢处方编，高等教育出版社，1999年；《电磁场与电磁波》（第二版），周克定译，机械工业出版社，2006年。

二、课程性质和任务《电磁场与电磁波》是电子信息和通信等电子类专业的一门重要的必修专业基础课。

该课程的学习是后续课程《微波技术与天线》、《高等电磁理论》学习的基础。

通过该课程的学习，使学生对宏观电磁场与电磁波的基本概念和规律有深入完整的理解，掌握麦克斯韦方程组的含义及其应用，了解媒质的电磁特性及电磁边界条件，学会定量计算简单电磁场和电磁波问题的基本方法，具备对简单工程电磁问题的分析能力。

三、教学内容和基本要求（一）矢量的概念及运算1. 理解矢量的概念及表示方法；2. 掌握矢量基本运算，矢量的加法、减法、标量积、矢量积；3．掌握标量场的梯度、矢量场的散度、矢量场的旋度概念及运算；4. 理解矢量微分元并会写出其正确的表达式；5．了解正交坐标系及矢量在不同坐标系中的变换；6．了解重要的场论公式。

（二）电磁学基本理论1．理解并计算电场和磁场的基本物理量；2．理解位移电流的概念，并会用安培环路定律解题；3．理解并应用法拉第电磁感应定律；4．应用电流连续性方程解题；5．深刻领会并熟练掌握应用高斯定律求解电磁问题；6．深刻领会麦克斯韦方程组的含义，并熟练应用其求解电磁问题。

（三）媒质的电磁性质和边界条件1．了解电场中的导体的特性和电导率，理解导体中的传导电流与恒定电场的关系；2．了解电介质的极化现象和极化强度，理解电介质中电位移矢量和电场强度的关系；3．了解磁介质的磁化现象和磁化强度，理解磁介质中磁感应强度和磁场强度的关系；4．深刻领会并熟练掌握媒质中的麦克斯韦方程组；5．掌握电磁场的边界条件，并熟练应用其求解电磁问题。

《电磁场与电磁波》课程教学大纲Electronic Field and Wave课程负责人：执笔人：编写日期：一、课程基本信息1.课程编号：L080092.学分：3学分3.学时：48 （理论40,实验8）4.适用专业：电子信息工程、通信工程专业二、课程教学目标及学生应到达的能力本课程是电子信息工程与通信工程专业的一门基础课，其教学内容是后续微波通信类课程及日后微波通信相关工作的基础。

本课程的教学任务是学习电磁场与电磁波的基本属性、描述方法、运动规律、与物质的相互作用及其应用。

本课程的教学目标是通过本课程的学习，使学生能够系统地掌握电磁场与电磁波的基本概念，基本性质，基本规律以及求解电磁场问题的基本方法，为解决有关实际问题打下坚实基础。

三、课程教学内容与基本要求（一）矢量分析（6课时）主要内容：矢量分析基础，包括三种坐标系及其相互变换、标量场和矢量场概念、矢量场的通量和散度、矢量场的环流和旋度、标量场的梯度以及亥姆霍兹定理。

5.基本要求（1）掌握矢量代数的基本规那么；（2）掌握矢量在笛卡尔坐标系、柱面坐标系、和球面坐标系的表示方法，以及在该三种坐标系之间的变换；（3）掌握标量场的梯度，矢量场的散度，矢量场的旋度的概念，以及在笛卡尔坐标系中梯度、散度、旋度的运算。

了解在柱面和球面坐标系中梯度、散度、旋度的运算；（4）理解矢量场的核母霍兹定理。

6.学时分配课堂教学6学时。

其中，标量场和矢量场概念（1学时）；三种坐标系及其相互变换（2 学时）；矢量场的通量和散度（1学时）；矢量场的环流和旋度（1学时）；标量场的梯度以及亥姆霍兹定理（1学时）。

（二）电磁场的基本规律（10课时）主要内容：电磁场的基本规律，内容包括电磁场中的基本实验定律，讨论两个基本实验定律：库仑定律和安培力定理的矢量表达形式，以及真空中和介质中静电场和恒定磁场的基本性质，时变场的基本方程（麦克斯韦方程组）和基本性质，及边界条件。

1.基本要求了解电介质的极化现象及极化电荷分布、磁介质的磁化现象及磁化电流分布。

《电磁场与电磁波》实验教学大纲一、课程基本信息（5号黑体）（具体内容为5号宋体，1.5倍行距，首行缩进2字符）中文名称：电磁场与电磁波英文名称：Electromagnetic field and electromagnetic wave 课程代码：1104144授课专业：（电科/电信）开课单位：理学院开课学期：第三学年第二学期学分/学时：1/16考核方式：考查二、课程简介：教学目的:“电磁场与电磁波”是理工科院校电子信息类专业一门重要的专业基础课。

由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都很重要，而且系统性、理论性很强，因此在学习本课程时，开始必要的实验课，使抽象的概念和理论能形象化，具体化，对学生加深理解和深刻地掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力都是十分有益的。

做好本课程的实验，是学好本课程的必要的教学辅助环节。

教学要求：（1）仔细阅读教材和实验指导书。

（2）了解和熟悉实验设备、弄懂实验原理和实验目的、明确实验方法和实验步骤、并牢记相关注意事项。

（3）认真观察实验现象，详细、规范的记录实验数据。

（4）实验完成后，认真分析实验数据，详细地写出实验报告专业培养目标与要求培养具备电子信息科学与技术的基础理论和基本知识，受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练，能在电子信息科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程等无线通信技术相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的适应我国科学和经济发展需要、面向未来、掌握电子信息高科技知识、德智体全面发展的卓越工程师人才。

验证型实验。

学生根据实验指导书的要求，在教师指导下，按照既定方法、既定的仪器条件，完成全部实验过程。

借以深化对相关理论教学内容的认识和理解，培养学生的基本实验能力。

操作型实验。

学生按课程内容要求，动手拆装和调试实验设备、装置或上机操作，掌握其基本原理和方法，培养基本的维护与维修技巧。

《电磁场与电磁波》课程教学⼤纲《电磁场与电磁波》课程教学⼤纲Electromagnetic fields and waves课程编号：学分： 4学时： 64 （其中：讲课学时：56 实验学时2：上机学时：6 ）先修课程：⾼等数学、普通物理、数学物理⽅法后续课程：适⽤专业：光信息科学与技术、应⽤物理、电⼦信息、电⼦对抗开课部门：理学院⼀、课程教学⽬的和课程性质电磁场与电磁波是⾼等学校理⼯科电⼦类或信息类专业必修的⼀门专业基础理论课，其任务是介绍宏观电磁现象的基础理论和平⾯电磁波动的基本规律，使学⽣能完整地理解和掌握宏观电磁场的基本性质和基本规律，对电⼦信息⼯程中的电磁现象和电磁场问题能⽤场的观点进⾏分析和计算。

同时，电磁场理论⼜是⼀些交叉领域的学科⽣长点和新兴边缘学科发展的基础，它对于学⽣后续专业课程的学习和增强学⽣的适应能⼒与创造能⼒，具有重要的作⽤。

⼆、课程的主要内容及基本要求第⼀章⽮量分析（6学时）[知识点]⽮量代数、三种常⽤的正交坐标系、标量场的梯度、⽮量场的通量与散度、⽮量场的环流与旋度、⽆旋场与⽆散场、亥姆霍兹定理。

[重点]理解标量场与⽮量场的概念，了解标量场的等值⾯和⽮量场的⽮量线的概念。

⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法。

[难点]⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法；散度定理和斯托克斯定理是⽮量分析中的两个重要定理。

[基本要求]1、理解标量场与⽮量场的概念；2、掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法；3、⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念。

[考核要求]1、理解标量场与⽮量场的概念；2、掌握散度、旋度和梯度的计算公式和⽅法；3、⽮量场的散度和旋度、标量场的梯度是⽮量分析中最基本的概念。

第⼆章电磁场的基本规律 (10学时)[知识点]电荷守恒定律、真空中静电场的基本规律、真空中恒定磁场的基本规律、媒质的电磁特性、电磁感应定律和位移电流。

电磁场与电磁波教学大纲一、课程名称1、中文名称：电磁场与电磁波2、英文名称：Electromagnetic Field Theory二、课程简介本课程在电磁学的基础上，使用矢量分析和数学物理方法等数学工具，对电磁场与波作深入分析，使学生掌握电磁现象的基本规律、概念及方法，为微波技术、天线等后继专业课程打下基础。

本课程分两大部分。

第一部分对静电场、恒定电磁场的基本规律措助矢量分析作更深入的研究和系统的总结，然后重点讲解稳态场的种种解法；第二部分内容为时变电磁场，首先讲解宏观电磁场的普遍规律—Maxwell方程及含义，电磁场的位函数表示，波动方程以及波印亭定理，然后讲解平面波的传播、极化、反射和折射，讲解导行电磁波，最后讨论电磁波辐射及其一些应用。

三、适用专业物理学、电子工程、通信工程、其他相关专业四、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务本课程是物理学、电子工程、通信工程、其他相关专业大学本科生一门重要的专业基础理论课。

要求学生掌握电磁场与电磁波的基本概念、基本理论及主要分析计算方法。

其目的是为后续课程打下必要的理论基础，也为进一步研究电磁理论提供必要的理论准备五、课程内容和教学要求1、经典电磁理论及其数学基础教学要求：了解电磁场的基本物理量和实验定律，掌握数学基础知识，如：标量和矢量、标量场的梯度、矢量场的散度和旋度、矢量的恒等式、亥姆霍兹定理、坐标系、贝塞尔函数等。

2、静电场、恒定电场和恒定磁场教学要求：掌握静电场的基本方程、电位和电位方程、静电场的边界条件等内容，了解恒定电场，掌握恒定磁场的基本方程、矢量磁位、恒定磁场的边界条件、载流回路的电感和恒定磁场能量。

3、静态场的解法教学要求：了解静态场边值问题及唯一性定理，掌握直接积分法、在直角坐标系中的分离变量法、在圆柱坐标系和球坐标系的分离变量法、镜像法、静态场的数值解法。

4、时变电磁场教学要求：了解麦克斯韦的两个假设，掌握麦克斯韦方程组与波动方程、时变电磁场的边界条件，掌握时间简谐场，了解时变电磁场的能量和能量流，了解动态矢量位和标量位。