电磁场与电磁波教学大纲-浙江大学宁波理工学院教务部

《电磁场与电磁波》教学大纲

(一)课程基本信息

1. 课程代码

2. 课程名称：电磁场与电磁波/ Electromagnetic Fields and Electromagnetic Waves

3. 课程类别：专业主修课

4. 课程学分：3.5

5. 课程学时：64 (其中，授课学时：48 ；实验学时：16 )

6. 开课单位：信息科学与工程学院

7. 教学对象：通信工程

(二)课程简介

电磁现象作为物质的一种存在形式的表达，是当今社会绝大部分信息传播的载体。正因

如此，在电子信息传播相关专业本科生的知识结构中，电磁运动规律及其应用占有十分重要

的地位。学生在本课程中将学习传输线理论与圆图，麦克斯韦电磁方程组，平面波以及介质

交界面对波的反射和折射，天线理论初步及天线性能表达方法。为开拓学生视野，安排了光

波和静电场的应用例子的介绍，范例力求和学生今后可能工作的领域结合。本课程的先修课

程包括大学物理，电路原理，微积分，线性代数，后续培养课程包括天线技术等。

(三)课程教学目标和能力要求

掌握电磁现象的运动规律，了解电磁现象的应用领域。重点掌握电子信息传播中电磁波

在自由空间、介质空间中的传播和结合实例的知识。要求学生具有用数学物理方法描述、演

算电磁现象运动规律的能力。通过静电场章节的学习安排，要求学生在学习上具有独立性，

自主性的素质。

(四)课程教学方法

本课程以课堂教学为主，采用实例教学法，讲述内容力求理论和应用例子结合，场的分

析方法和路的分析方法结合，用电磁专题的形式对电磁运动规律和应用进行总结，每一个课

堂教学单元之后安排 2 小时以上的课后作业，增加思考题在作业中的比重。

(五)课程内容及教学安排

课程章节及各章学时安排

教学主题 1：波与矢量分析(理论 6 学时)

[知 识 点]：电场强度 E、电通量密度 D、磁通量密度 B、磁场强度 H、电磁波谱，标量、

矢量、复矢量、散度、梯度、旋度、等值面、通量、环量、矢量运算的恒

等关系，直角坐标系，极坐标系，球坐标系，坐标系的变换，空间坐标的

偏导，梯度、散度、旋度在不同坐标系中的表述。

[重 点]：了解梯度散度旋度的物理意义。

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[难 点]：掌握和应用矢量运算的公式，熟练掌握坐标变换的方法。

[能力要求]：了解电磁学的物理意义，掌握电磁学中的基本数学技巧。

[教学方法]：多媒体演示法

[课前阅读]：微积分教材矢量部分章节

[课后作业]：课后习题 1.1，1.2，1.3，1.4

教学主题 2 ：传输线基本理论与园图(理论 8 学时+实验 4 学时)

[知 识 点]：电路等效模型，传输线方程解的形式的物理意义和数学意义，传输线的特

征参量反射系数Γ，波长入，特性阻抗 Z 的概念，输入阻抗 Zin，圆图的

意义，用圆图匹配电路，计算Γ、ZL 阻抗Zin，奇偶模，耦合传输线解的

形式，微带双分支耦合线的举例。

[重 点]：掌握电路特征量沿传输线变换的方法

[难 点]：圆图的具体应用方法，用圆图解决匹配问题

[能力要求]：掌握用传输线概念来解决匹配问题。

[实践环节]：用 Matlab 绘制 Smith 圆图了解驻波的产生原理及其特性；掌握电磁波波长

的测量方法

[教学方法]：多媒体演示法、案例教学

[课前阅读]：电路原理中的KCL ，KVL 定理

[课后作业]：课后习题 2.2 ，2.4 ，2.8 ，2.9

教学主题 3 ： 麦克斯韦方程组(理论 6 学时+实验 6 学时)

[知 识 点]：麦克斯韦方程的三种表述形式，每一种表达形式产生的原因，洛仑兹力的

构成(电场力和磁场力)坡印廷矢量的概念、物理意义和应用(功率流的

计算)

[重 点]：三种形式 Maxwell 方程的互换、应用

[难 点]：运用坡印廷矢量计算电磁能量传输问题

[能力要求]：掌握麦克斯韦方程的物理意义和基本变换关系

[实践环节