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課程概述
電磁場已經滲透到我們生活的方方面面，國家核心科技和軍事技術的進步，幾乎都離不開電磁場的研究和利用。本課程從場的概念出發，結合工程實例（如為什麼微波爐可以加熱食物；為什麼雷擊時奶牛被嚴重擊傷，人卻安全無恙；易拉罐能增強WiFi信號嗎；4G手機能否用於煤礦的井下和井上通信呢。），應用電磁場理論分析和解決實際電磁場工程問題，帶領大家不斷提高對電磁場問題的分析和相應的計算能力。課程具體包括以下章節：場的概念、靜電場、恆定電場、恆定磁場、時變電磁場、均勻平面電磁波的傳播、平面波的反射和透射。
教學單元
1 第0章 場的概念
0.1 場與路
0.2 矢量的基本運算
0.3 場的直觀表示--場線
0.4 標量場的方嚮導數和梯度
0.5 矢量場的分析
0.5.1 矢量場的通量和散度
0.5.2 矢量場的環量和旋度
0.6 散度和旋度
0.7 亥姆霍茲定理
2 第1章 靜電場
1.1靜電場的源
1.2電場強度
1.3電位
1.4電偶極子
1.5靜電場中的導體和電介質
1.6高斯定理
1.7靜電場的基本方程
1.8靜電場分界面的銜接條件
1.9靜電場的邊值問題及求解
1.10鏡像法
1.11電軸法
1.12地球的電容-電容及求解
1.13靜電力與靜電能量
1.14高電壓技術中的電場問題
1.15電荷分佈
3 第2章 恆定電場
2.1魚塘大量死魚之謎-電流及電流密度
2.2三大定律
2.3電源電動勢和局外場強
2.4恆定電場的基本方程和邊界條件
2.5電流為什麼彎曲?--恆定電場邊界條件的應用
2.6恆定電場的邊值問題
2.7恆定電場與靜電場的比擬
2.8恆定電場的工程應用：電導和部分電導
2.9別墅起火之謎--絕緣電阻
2.10奶牛被嚴重擊傷，人卻安全無恙？--跨步電壓
4 第3章 恆定磁場
3.1磁感應強度
3.2磁場中的物質--磁化
3.3安培環路定理
3.4恆定磁場基本方程及分界面的銜接條件
3.5 恆定磁場中的位函數
3.5.1矢量磁位及其邊值問題
3.5.2標量磁位及其邊值問題
3.6恆定磁場中的鏡像法
3.7恆定磁場的工程應用：電感
3.7.1自感和互感的概念
3.7.2自感和互感的計算
3.8恆定磁場的能量
3.9磁場力
3.9.1洛倫茲力（不做視頻）
3.9.2虛位移法
3.9.3法拉第觀點
3.10磁路
5 第4章 時變電磁場
4.1電磁感應定律
4.2感應電場
4.3全電流定律
4.4麥克斯韋方程組
4.5坡印廷定律和坡印廷矢量
4.5.1坡印廷定律和坡印廷矢量
4.5.2坡印廷定理的應用
4.6時變場的位函數
4.6.1 動態位的引入
4.6.2 動態位的積分解
4.7時諧電磁場及其複數表示
4.7.1時諧電磁場及其複數表示
4.7.2麥克斯韋方程的複數形式
4.7.3復介電常數
4.7.4坡印廷定理的複數形式
4.7.5時諧場的坡印廷矢量
4.7.6時變場計算實例
6 第5章 均勻平面電磁波
5.1 均勻平面電磁波的概念
5.2 理想介質中的均勻平面波
5.2.1 無界理想介質中平面波的方程
5.2.2 無界理想介質中的平面波傳播特性
5.3 導電媒質中的均勻平面波
5.3.1導電媒質中均勻平面波的方程
5.3.2導電媒質中均勻平面波的傳播特性
5.3.3 4G手機能否用於煤礦的井上下通信？
5.3.4潛艇通信困難？
5.3.5良導體和良介質中均勻平面波的傳播特性
5.3.6趨膚效應
5.3.7趨膚效應的工程應用2例
5.4 電磁波的極化
5.4.1 電磁波的極化
5.4.2 圓極化的旋向判斷
5.4.3 極化的工程應用舉例—立體電影
7 第6章 平面電磁波的反射和透射
6.1平面電磁波在分界面上的垂直入射
6.1.1平面電磁波對一般導電媒質的垂直入射
6.1.2均勻電磁波對理想導體平面的垂直入射
6.1.3均勻平面波對理想介質分界面的垂直入射
6.1.4易拉罐增強WiFi信號？
6.2平面波在分界面上的斜入射
6.2.1平面波在理想介質分界面上的斜入射
6.2.2雷達測距和雷達低空盲區
6.2.3光纖的傳輸原理—電磁波在理想介質表面的全反射
6.2.4電磁波在理想介質表面的全透射
課程列表
名稱 時間長度
第01講 0.1 場與路 00:11:00
第02講 0.2 矢量的基本運算 00:17:03
第03講 0.3 場的直觀表示--場線 00:09:00
第04講 0.4 標量場的方嚮導數和梯度 00:15:05
第05講 0.5.1 矢量場的通量和散度 00:15:33
第06講 0.5.2 矢量場的環量和旋度 00:16:06
第07講 0.6 散度和旋度 00:05:07
第08講 0.7 亥姆霍茲定理 00:08:34
第09講 1.1靜電場的源 00:04:47
第10講 1.2電場強度 00:03:23
第11講 1.3電位 00:06:31
第12講 1.4電偶極子 00:03:12
第13講 1.5靜電場中的導體和電介質 00:05:30
第14講 1.6高斯定理 00:03:57
第15講 1.7靜電場的基本方程 00:03:16
第16講 1.8靜電場分界面的銜接條件 00:06:46
第17講 1.9靜電場的邊值問題及求解 00:04:24
第18講 1.10鏡像法 00:05:26
第19講 1.11電軸法 00:07:58
第20講 .12地球的電容-電容及求解 00:03:41
第21講 1.13靜電力與靜電能量 00:04:06
第22講 1.14高電壓技術中的電場問題 00:05:35
第23講 2.1魚塘大量死魚之謎-電流及電流密度 00:16:04
第24講 2.2三大定律 00:08:03
第25講 2.3電源電動勢和局外場強 00:08:02
第26講 2.4恆定電場的基本方程和邊界條件 00:09:03
第27講 2.5電流為什麼彎曲--恆定電場邊界條件的應用 00:09:45
第28講 2.6恆定電場的邊值問題 00:05:12
第29講 2.7恆定電場與靜電場的比擬 00:07:32
第30講 2.8恆定電場的工程應用：電導和部分電導 00:11:46
第31講 2.9別墅起火之謎--絕緣電阻 00:09:32
第32講 2.10奶牛被嚴重擊傷，人卻安全無恙？--跨步電壓 00:08:25
第33講 3.1磁感應強度 00:03:19
第34講 3.2磁場中的物質--磁化 00:03:18
第35講 3.3安培環路定理 00:03:27
第36講 3.4恆定磁場基本方程及分界面的銜接條件 00:04:07
第37講 3.5.1矢量磁位及其邊值問題 00:05:11
第38講 3.5.2標量磁位及其邊值問題 00:03:35
第39講 3.6恆定磁場中的鏡像法 00:03:35
第40講 3.7.1自感和互感的概念 00:03:13
第41講 3.7.2自感和互感的計算 00:04:21
第42講 3.8恆定磁場的能量 00:04:03
第43講 3.9.2虛位移法 00:04:53
第44講 3.9.3法拉第觀點 00:03:16
第45講 3.10磁路 00:03:36
第46講 4.1電磁感應定律 00:06:39
第47講 4.2感應電場 00:06:15
第48講 4.3全電流定律 00:11:04
第49講 4.4麥克斯韋方程組 00:12:32
第50講 4.5.1坡印廷定律和坡印廷矢量 00:07:21
第51講 4.5.2坡印廷定理的應用 00:11:17
第52講 4.6.1 動態位的引入 00:15:23
第53講 4.6.2 動態位的積分解 00:13:08
第54講 4.7.1時諧電磁場及其複數表示 00:14:36
第55講 4.7.2麥克斯韋方程的複數形式 00:10:22
第56講 4.7.3復介電常數 00:06:17
第57講 4.7.4坡印廷定理的複數形式 00:04:18
第58講 4.7.5時諧場的坡印廷矢量 00:08:43
第59講 4.7.6時變場計算實例 00:05:07
第60講 5.1 均勻平面電磁波的概念 00:08:58
第61講 5.2.1 無界理想介質中平面波的方程 00:09:25
第62講 5.2.2 無界理想介質中的平面波傳播特性 00:14:24
第63講 5.3.1導電媒質中均勻平面波的方程 00:09:24
第64講 5.3.2導電媒質中均勻平面波的傳播特性 00:09:43
第65講 5.3.3 4G手機能否用於煤礦的井上下通信？ 00:04:15
第66講 5.3.4潛艇通信困難 00:05:43
第67講 5.3.5良導體和良介質中均勻平面波的傳播特性 00:11:34
第68講 5.3.6趨膚效應 00:09:24
第69講 5.3.7趨膚效應的工程應用2例 00:07:58
第70講 5.4.1 電磁波的極化 00:11:01
第71講 5.4.2 圓極化的旋向判斷 00:05:06
第72講 5.4.3 極化的工程應用舉例—立體電影 00:10:35
第73講 6.1.1平面電磁波對一般導電媒質的垂直入射 00:14:06
第74講 6.1.2均勻電磁波對理想導體平面的垂直入射 00:08:21
第75講 6.1.3均勻平面波對理想介質分界面的垂直入射 00:08:32
第76講 6.1.4易拉罐增強WiFi信號 00:10:17
第77講 6.2.1平面波在理想介質分界面上的斜入射 00:10:44
第78講 6.2.2雷達測距和雷達低空盲區 00:07:55
第79講 6.2.3光纖的傳輸原理—電磁波在理想介質表面的全反射 00:08:53
第80講 6.2.4電磁波在理想介質表面的全透射 00:05:50
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GS_3907