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文本内容:
电磁场与电磁波期末考试知识点要求题型
一、选择题1*10=10分
二、填空题2*10=20分
三、简答题5*4=20分
四、计算题2*20=40分第一章矢量分析和场论基础
1、理解标量场与矢量场的概念;场是描述物理量在空间区域的分布和变化规律的函数
2、理解矢量场的散度和旋度、标量场的梯度的概念,熟练掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法(限直角坐标系)梯度,物理意义梯度的方向是标量u随空间坐标变化最快的方向;梯度的大小表示标量u的空间变化率的最大值散度单位空间体积中的的通量源,有时也简称为源通量密度,高斯定理,旋度其数值为某点的环流量面密度的最大值,其方向为取得环量密度最大值时面积元的法线方向斯托克斯定理数学恒等式,
3、理解亥姆霍兹定理的重要意义若矢量场A在无限空间中处处单值,且其导数连续有界,源分布在有限区域中,则矢量场由其散度和旋度唯一地确定,并且矢量场A可表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和习题集1-7,10,11;第
二、三章静电场和恒定磁场
1、理解静电场与电位的关系,,
2、理解静电场的通量和散度的意义,,静电场是有散无旋场,电荷分布是静电场的散度源
3、理解静电场边值问题的唯一性定理;唯一性定理表明对任意的静电场,当电荷分布和求解区域边界上的边界条件确定时,空间区域的场分布就唯一地确定的
4、理解恒定磁场的环量和旋度的意义,表明磁场是无散有旋场,电流是激发磁场的旋涡源
5、理解矢量磁位的意义,并能根据矢量磁位计算磁场B=∇×A,(库仑规范)P37例题
2.
22.3P103例题
3.
23.3第五章时变电磁场
1、掌握麦克斯韦方程组的微分形式,理解其物理意义熟练掌握正弦电磁场的复数表示法,,本构关系,,,复数表示,
2、正确理解和使用边界条件一般情况,理想介质与理想介质,理想介质与理想导体,,
3、掌握电磁场的波动方程,无源理想介质,亥姆霍兹方程
4、理解坡印廷矢量的物理意义,并应用它分析计算电磁能量的传输情况S表示单位时间内通过垂直于能量流动方向单位面积上的的能量,P201例题
5.2第六章无界空间平面电磁波的传播
1、掌握均匀平面波的概念和表示方法了解研究均匀平面波的重要意义均匀平面波等相位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变的平面波,,,,,
2、理解并掌握均匀平面波在无界理想介质中的传播特性1)横电磁波2)无衰减3)波阻抗为实数4)无色散5)
3、理解并掌握均匀平面波在无界有损耗媒质中的传播特性,,,1)是横电磁波2)有衰减3)波阻抗为复数4)有色散5)
4、低耗介质和良导体1)低耗介质特点衰减小;;电场和磁场之间存在较小的相位差2)良导体趋肤效应高频电磁波在良导体中衰减很快,以致于无法进入良导体深处,仅可存在其表面层内,这种现象称为趋肤效应趋肤深度δ电磁波进入良导体后,场强振幅衰减到表面处振幅的1/e时所传播的距离
5、理解波的极化概念,掌握电磁波极化方式的判断方法波的极化电场强度矢量随时间变化的轨迹和形状对于沿+z方向传播的均匀平面波线极化d=
0、±pd=0,在
1、3象限;d=±p,在
2、4象限圆极化d=±p/2,Exm=Eym取“+”,左旋圆极化;取“-”,右旋圆极化椭圆极化其它情况0dp,左旋;-pd<0,右旋平面电磁波的反射与透射
1、深刻理解均匀平面波对理想导体平面和对理想介质平面的垂直入射,要求熟练掌握分析方法和过程,理解所得结果所表征的物理意义;反射系数,透射系数1)对理想导体平面的垂直入射(驻波),2)对理想介质平面的垂直入射(行驻波),,,振幅,振幅,
2、了解均匀平面波对分界面的斜入射的分析方法,理解反射定律和折射定律相位匹配条件折射定律
3、了解产生全反射现象和无反射现象的条件,了解其应用全反射,,当,出现沿界面传播的倏逝波或表面波全透射,P212例题
6.3传输线
1、理解分布参数的概念,理解传输线上电压波、电流波的特点;,
2、理解传输线的特性参数、波的传播特点及工作状态分析特性参数,,传播特点行驻波,电压波腹点
3、掌握特性阻抗、输入阻抗、反射系数、终端反射系数、驻波系数的定义、计算公式和物理意义1)反射系数,终端反射系数2)输入阻抗,负载阻抗3)驻波系数
4、理解传输线三种不同工作状态的条件和特点,掌握匹配的意义和实现匹配的方法1)终端短路,,2)终端开路,,3)阻抗匹配,半波线,四分之一波长变换器电磁波在波导中的传播
1、理解波导的纵向场分析法的思路理解电磁波的三种形式,即TEM、TE、TM波的意义纵向场法的思想沿+z方向传播的电磁波,横向场分量ExEyHxHy仅与Ez,Hz有关所以可以用电磁场的纵向场来表示其横向场量的分析方法波导中电磁场能够单独存在的形式称之为电磁场的传输模式横电磁波(TEM波或TEM模)横电波(TE波或TE模)横磁波(TM波或TM模)
2、掌握波导传播特性参数,如截止频率(截止波长)、相位常数、波导波长、相速度的计算公式了解分析具体波导中可能的传播模式的方法;波导传输条件,,,,相速度,波导波长群速度,波阻抗,
3、理解主模TE10和单模传输的意义,对其场的分布、场图及管壁电流分布有所了解,并了解波导尺寸的设计原理,,,,P286图
7.15第八章电磁波的辐射与接收
1、理解电磁波与激发它们的源之间的关系了解辐射场的研究方法,掌握滞后位的物理意义
2、理解电偶极子的近区场和远区场的意义1)近区场感应场2)远区场(辐射场),,,,
3、掌握线形天线的分析方法和基本电参数(如方向性函数、方向性系数、方向性图及辐射功率等)的概念和意义,,。