电磁场与电磁波理论是近代自然科学中，理论相对最完整、应用最广泛的支柱科学之一。电磁场与电磁波技术已遍及人类的科学技术、政治、经济、军事、文化以及日常生活的各个领域。

本书是按照电气信息类专业“电磁场与电磁波课程教学基本要求”，本着深入浅出、通俗易学的原则而编写的。主要介绍电磁场与电磁波的基本理论、基本概念和基本分析方法。

全书共分11章，在介绍了矢量分析方法和场论、电磁场的基本方程、场的一般求解方法后，围绕着电磁波在自由空间中、在非导电介质中以及在导体中的传播展开了分析和讨论最后对电磁波的导引和辐射进行了简要的介绍。每章之后均附有学习要点和习题。

本书是为大学本科电气信息类专业的学生编写的教材，内容围绕着电磁场与电磁波的基本理论而展开。期望本书能成为通信工程、电子信息、电子科学与技术、自动化、电气工程等专业学生学习有关课程的一本有用的参考书。

1 矢量分析

1．1 矢量代数

1．1．1 矢量与标量

1．1．2 矢量的代数运算

1．1．3 标量场与矢量场

1．2 正交坐标系

1．2．1 正交曲面坐标系的概念

1．2．2 直角坐标系

1．2．3 圆柱坐标系

1．2．4 球坐标系

1．2．5 三种坐标系中单位矢量之间的关系

1．3 矢量函数的通量与散度

1．3．1 矢量的通量

1．3．2 散度

1．3．3 高斯散度定理

1．4 矢量函数的环量与旋度

1．4．1 矢量的环量

1．4．2 旋度

1．4．3 斯托克斯定理

1．5 标量函数的方向导数与梯度

1．5．1 标量场与等值面

1．5．2 方向导数

1．5．3 梯度

1．6 格林公式

1．7 亥姆霍兹定理

本章小结

习题

2 电场、磁场与麦克斯韦方程

2．1 电场力、磁场力与洛伦兹力

2．2 由电通量与高斯定律导出麦克斯韦第一方程

2．2．1 电通量

2．2．2 自由空间的高斯定律

2．3 由法拉第电磁感应定律与斯托克斯定律导出麦克斯韦第二方程

2．4 由磁通量与高斯定律导出麦克斯韦第三方程

2．5 由安培环路定律与斯托克斯定律导出麦克斯韦第四方程

2．5．1 关于传导电流、运流电流和位移电流

2．5．2 电流连续性原理

2．5．3 磁场强度与安培环路定律

2．6 微分形式的麦克斯韦方程组

2．7 麦克斯韦方程的积分形式

2．8 麦克斯韦方程的时谐形式

2．9 电磁场的能量与坡印廷矢量

本章小结

习题

3 介质中的麦克斯韦方程

3．1 电介质及其极化

3．2 单个分子的模型

3．3 极化矢量P

3．4 介质的分子模型与极化矢量

3．5 高密度介质中的电场

3．6 折射率与相对介电常数

3．7 磁化的概念

3．8 磁化电流与磁化矢量

3．9 磁场强度

3．10 磁介质

3．11 介质中的麦克斯韦方程组

3．12 电磁场的边界条件

本章小结

习题

4 矢量位与标量位

4．1 矢量位A 

4．2 标量位

4．3 用位函数声和A表示的非均匀波动方程

4．4 利用场源p和j求解位函数和A 

4．5 理纳德一威切特位函数

本章小结

习题

5 静态场的解

5．1 泊松方程和拉普拉斯方程

5．1．1 静态场中的麦克斯韦方程组

5．1．2 泊松方程和拉普拉斯方程

5．2 对偶原理

5．3 叠加原理和唯一性定理

5．3．1 边界条件的分类

5．3．2 叠加原理

5．3．3 唯一性定理

5．4 镜像法

5．4．1 点电荷与无限大的平面导体的合成场计算

5．4．2 电介质分界面的镜像电荷

5．4．3 球形边界问题

5．4．4 圆柱形边界问题

5．5 分离变量法

5．5．1 直角坐标系中的分离变量法

5．5．2 圆柱坐标系中的分离变量法

5．6 格林函数法

5．6．1 静电场边值问题的格林函数法表达式

5．6．2 简单边界的格林函数

5．7 有限差分法

本章小结

习题

6 自由空间中的电磁波

6．1 波

6．2 平面波

6．3 三维波动方程

6．4 电波

6．5 磁波

6．6 自由空间中的平面电磁波

6．6．1 随时间变化的波

6．6．2 平面电磁波必定是横波

6．6．3 相伴而生的B波

6．7 波的极化

6．8 电磁波谱

本章小结

习题

7 非导电介质中的电磁波

7．1 非导电介质中的电磁波方程

7．2 平面电磁波在无损耗介质中的传播

7．3 平面电磁波在有损耗介质中的传播

7．3．1 等效介电系数

7．3．2 波动方程及其解

7．4 低密度气体中的电磁波

7．5 高密度介质中的电磁波

7．6 复数折射率的相关结论

7．7 相速度与能流速度

7．8 色散

7．9 群速

本章 小结

习题

8 导体中的电磁波

8．1 金属介质的一般模型

8．2 金属介质在高频或低频时的特性

8．3 等离子体对波的反射

8．4 导波

本章小结

习题

9 波的反射与折射

9．1 电磁波传播的边界条件

9．2 传播矢量

9．3 平面边界的反射与透射

9．4 反射波的极化

9．5 法向入射

9．6 全折射与全反射

9．6．1 全折射

9．6．2 全反射

9．7 反射波的相位变化

9．8 各向异性介质中的平面波

本章小结

习题

10 导行电磁波

10．1 电磁波在均匀导波装置中传播的一般特性

10．1．1 电磁波在均匀导波装置中的传播

10．1．2 均匀导波装置中的TEM波、TE波、TM波

10．1．3 均匀导波装置中的导行波传输特性

1O．2 TEM传输线

10．2．1 传输线方程及其时谐稳态解

10．2．2 传输线的传输特性参数

10．2．3 无损耗传输线的工作状态

10．3 矩形波导

10．3．  TM波(HZ=0)

10．3．2 TE波(EZ=0)

10．3．3 矩形波导中的TE10波

10．4 圆柱形波导

10．4．  TM波

10．4．2 TE波

10．5 波导系统中的功率传输与损耗

10．5．1 波导的功率传输和功率容量

10．5．2 波导的损耗和衰减

10．6 谐振腔

10．6．1 同轴谐振腔

10．6．2 矩形谐振腔

10．6．3 谐振腔的品质因素Q

10．7 介质波导和光纤简介

10．7．1 介质波导

10．7．2 光纤

本章小结

习题

11 辐射系统简介

11．1 缓慢移动的加速点电荷的辐射

11．2 自由电荷的能量散射

11．3 束缚电荷辐射的散射

11．4 电偶极子天线的辐射

11．5 天线的辐射电阻

11．6 天线的增益

11．7 磁偶极子天线的辐射

本章小结

习题

附录

附录A 参考文献

附录B 一些有用的数学结论

附录C 矢量D、H、E、B、P、M之间的关系

附录D 符号表

附录E 国际单位

附录F 物理常数

附录G 词汇表

附录H 习题参考答案