前言

“电磁场与电磁波导论”一直是电气与电子工程学习计划中最重要的专业基础课程之一。它是已经完善确立的普遍理论，能够为其他理论所不能解决的复杂电磁场和电磁波的问题提供的理论基础。

但是在多年的教学实践中，我们深刻体会到：一方面对于本课程中出现大量的公式、定律、定理学生们感到难以理解，且容易混淆概念；另一方面对于矢量微分及矢量积分公式仍不能十分熟练地应用。为此在编著本书的过程中，我们多次讨论了本教材的教学大纲。本着与时俱进、开拓创新的时代精神，我们沿着电磁场理论发展的历史脉络，追踪前人进行理论与实验探索的艰辛里程，将历史发展的趣味性与理论叙述和推导有机地结合起来，同时论述了电磁场与电磁波在日常生活和科学研究中的广泛应用。

根据我们的经验，学生倾向于将理论推导看成观念的抽象，并特别注重某些方程式，认为它们是公式。但是学生很快就发现这些所谓的公式，不仅对于不同的媒质而且对于不同的坐标系都是不同的。于是这就成了为获得信息与电气工程学士学位而必须通过的一门“困难”课程。仅仅计算一个场量，就需要一组方程式，这可能使他们感到畏惧和困惑并对这门课程失去兴趣。

所以我们认为教师的职责是：①说明每一项推导的目的；②证明一些假设对于这个推导是绝对必要的；③强调它们的局限性；④突出它的局限性的作用；⑤举例说明几何形状对一个方程式的影响。为此，教师必须应用他们自己在这一学科的经验，同时也强调在其他领域的应用。他们还必须在讨论基础理论的同时，注重介绍这个领域中的一些新进展。例如，在讲解电磁场的边值问题时，教师可以讨论高速高密集成电路中互连结构的电磁参数提取；在讨论平面电磁波的传播时，讨论在移动通信技术中采用的地面发射模型；在讨论导行电磁波的传播时，讨论了监测电离层变化的多部测量雷达组成的网络。

在适当地讲解了主要内容并从基本定律出发推导出相关的方程式后，学生应该在学习中做到：①领会电磁场与电磁波理论的发展历史；②排除畏难恐惧的情绪；③重新获得学习的动力和信心；④掌握分析问题和解决问题的能力；⑤把握推理的能力以开拓新的见解和领域。

本书分为9章。

第1章介绍电磁场理论建立的意义和应用范围，以及电磁场理论的基础——麦可斯韦方程组。

第2章讨论库仑定理、电场强度、静电场的基本方程、高斯定理和应用、标量电位函数、电媒质中的高斯定律、静电场的边界条件、电容和电容器、静电场的能量和力、恒定电流电场，以及恒定电场与静电场的比拟。

第3章讨论电磁场的边值问题，包括泊松方程和拉普拉斯方程、静态场解的唯一性定理、分离变量法、镜像法和复变函数法。

第4章讨论静磁场，包括建立安培环路定律的历史及意义、静磁场的基本方程、比奥-萨伐尔定律、磁介质中的安培定律、静磁场的边界条件，以及静磁场的能量和力等

第5章讨论时变场，包括麦克斯韦理论的建立及意义、法拉第电磁感应定律、麦克斯韦方程组、时变电磁场的边界条件、坡印廷定律、正弦电磁场、复电容率及复磁导率的概念以及核磁共振效应。

第6章讨论准静态场的问题，包括准静态场的基本方程、准静态位，以及准静态场的边界条件等。

第7章讨论平面电磁波在理想媒质、导电媒质和各向异性媒质中的传播，以及在导电平面和媒质平面边界上的垂直入射和斜入射。

第8章讨论导行电磁波的一般分析方法，以及在矩形波导、圆波导和同轴线中的传播。

第9章讨论谐振器发展演化的历史和分类，以及传输线谐振器、同轴线谐振器矩形波导谐振器和圆柱波导谐振器的特性。

本书力图叙述清晰连贯、逻辑顺畅。本书附有大量例题，目的在于强调基本概念，并说明分析和解决典型问题的方法；每章末尾所附的思考题，用于测验学生对于本章内容的记忆和理解程度；每章的习题是专门为了增强学生对于公式中不同物理量的相互关系的理解而设立的，同时也是为了培养学生应用公式分析和解决问题的能力。