Time-Harmonic Electromagnetic Fields pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Roger F. Harrington

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:2001-9-13

价格:USD 170.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471208068

丛书系列:

图书标签:

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现代电磁学理论与应用：从宏观到微观的深入探索 本书导言 在当今科技飞速发展的时代，电磁现象渗透于我们生活的方方面面，从基础的电路设计到前沿的通信技术，无不依赖于对电磁场的深刻理解。本书旨在为读者构建一个全面、系统且深入的现代电磁学知识体系，内容涵盖电磁场理论的经典基础，并拓展至面向21世纪工程实践与前沿科学研究的广阔领域。我们摒弃单纯的公式罗列，致力于通过严谨的数学推导、清晰的物理图像以及丰富的工程实例，引导读者真正掌握电磁波的产生、传播、相互作用及其在实际系统中的应用。 第一部分：经典电磁场理论的巩固与深化 第一章：电磁学的数学基石与矢量分析回顾 本章首先对描述电磁场行为所必需的数学工具进行系统回顾。重点在于对矢量微积分（散度、旋度、梯度、拉普拉斯算子）在三维空间中的应用进行精炼阐述，特别是柯林斯公式（Stokes’ Theorem）和高斯散度定理（Divergence Theorem）在电磁边界条件推导中的关键作用。随后，详细讨论了直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的偏微分方程的解法，为后续的波动方程分析奠定必要的解析基础。 第二章：静电场与静磁场：本构关系与边界值问题 静电场部分，深入探讨了库仑定律的积分与微分形式，着重分析了电势的概念及其与泊松方程和拉普拉斯方程的联系。我们不仅分析了无限大导体、介质空腔中的电荷分布问题，还详细剖析了电容器的能量密度和介质极化现象。在静磁场部分，则围绕毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律展开，重点讨论了磁矢量位和磁标势的引入，并对永磁体和铁磁材料的磁化特性进行了深入的物理描述。边界条件的推导，特别是电场和磁场在不同介质界面上的连续性与跃变关系，将作为贯穿全书的关键工具进行细致讲解。 第三章：麦克斯韦方程组的建立与通论 这是全书的核心基石。本章从法拉第电磁感应定律和麦克斯韦修正的安培定律出发，完整地推导并阐述了麦克斯韦方程组在不同介质（线性、各向同性、均匀）中的微分形式和积分形式。重点分析了位移电流的物理意义，以及方程组在描述时变电磁场中的统一性。随后，详细讨论了电磁场的四个基本分量（电场、磁场、电位移、磁场强度）之间的相互约束关系，为后续的波传播分析做好铺垫。 第二部分：电磁波的传播、辐射与散射 第四章：无源均匀介质中的电磁波传播 本章聚焦于电磁波在理想介质中的传播特性。从麦克斯韦方程组出发，推导出齐次亥姆霍兹方程（Helmholtz Equation），并求解了平面波的解析解。重点区分了理想导体、理想介质和实际介质中的传播常数、传播速度、相位常数与衰减常数。对横电磁波（TEM）、横电波（TE）和横磁波（TM）的特性进行了详细的比较分析，特别是波的极化状态（线极化、圆极化、椭圆极化）的矢量描述和时间演化。 第五章：导波系统与传输线理论 本章将理论应用于实际的波导结构。详细分析了矩形金属波导和介质波导中的模式（TE/TM 模式），推导了截止频率的概念及其物理意义。对于传输线，本书采用集总参数模型和分布参数模型相结合的方式，详细解析了史密斯圆图的应用，包括阻抗匹配、驻波比（VSWR）的计算与优化，以及无损耗和低损耗传输线上的功率传输特性。 第六章：电磁波的辐射与天线基础 电磁波的产生与辐射是本章的核心。从小振子（如半波长偶极子和电流元）的远场近似出发，系统推导了爱泼斯坦公式（Larmor formula）和赫兹偶极子的辐射场。重点讨论了辐射场的远场特性，如辐射方向图、天线效率和最大增益。此外，对阵列天线的基本原理、等效原理以及散射体的远场特性进行了初步的介绍。 第三部分：先进电磁学主题与应用模型 第七章：散射、衍射与边界积分方程方法 本章进入更复杂的电磁相互作用领域。详细阐述了瑞利散射和米氏散射的物理机制，并引入了散射截面和雷达散射截面（RCS）的概念。针对不规则散射体，本书侧重于数值方法的引入，详细介绍了摩尔积分方程（Möller Integral Equation）和廷格里积分方程（Tingley Integral Equation）的推导，并讨论了其在求解特定散射问题中的优势与局限性。 第八章：电磁场的数值计算方法概述 为了应对解析解难以获得的复杂几何结构，本章系统介绍了主流的数值求解技术。详细剖析了有限差分法（FDTD）在时域问题中的应用，包括其稳定性和色散误差分析；对有限元法（FEM）在处理复杂边界和非均匀介质时的优势进行了阐述；并对矩量法（MoM）在求解散射和辐射问题中的应用场景进行了对比分析。每种方法都辅以具体的求解步骤和收敛性分析。 第九章：电磁学在现代工程中的前沿展望 本章将理论知识与当前热门的研究方向相结合。探讨了电磁波在微纳尺度下的行为，如表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons, SPP）和光子晶体（Photonic Crystals）的能带结构。此外，还涉及了电磁兼容性（EMC）的基本原则、电磁屏蔽的理论模型，以及电磁场在生物医学成像和非破坏性检测中的初步应用案例分析。 总结 本书不仅是经典电磁学原理的详尽教科书，更是一部面向现代工程挑战的理论工具箱。通过对时域与频域分析的有机结合，对解析与数值方法的深入探讨，读者将能够构建起一个扎实且富有洞察力的电磁场知识体系，为后续在电子工程、通信科学、物理学及材料科学等领域的研究与实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

This book is one book written by Harrinton, who is the father of the calculational electromagnetics. You can find a lot of strong proof formula in this book.

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

我对书中可能涉及的“数值方法在时谐电磁场计算中的应用”感到特别兴奋。在处理现实世界中具有复杂几何形状和材料特性的问题时，解析解往往是不可行的，因此数值方法的掌握变得至关重要。我期待书中会详细介绍几种主流的数值技术，例如有限元方法（FEM）、边界元方法（BEM）和时域有限差分法（FDTD）的离散化原理、方程组的构建以及求解算法。我会特别关注书中如何处理不同类型边界条件（如理想导体、介电界面、吸收边界）在这些数值方法中的实现。对于求解大规模问题的收敛性、稳定性和精度问题，书中是否会提供相关的分析和技巧，也是我关注的重点。此外，我好奇书中是否会讨论这些数值方法的优缺点，以及它们各自适用于解决哪类问题。例如，FEM是否更擅长处理复杂几何体内的场分布，而BEM是否在散射问题中表现更优。对软件实现和并行计算的简要介绍，如果包含在内，也会大大提升本书的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就非常有学术深度，《Time-Harmonic Electromagnetic Fields》—— 光是这个名字就让人联想到复杂的数学推导和精妙的物理概念。作为一个对电磁学领域怀有浓厚兴趣的读者，我一直渴望找到一本能够系统地阐述这一主题的著作。我尤其关注那些能够将理论基础与实际应用相结合的书籍，因为我相信，理解背后的原理才能更好地解决现实世界中的问题。我设想，这本书很可能包含了关于麦克斯韦方程组在时谐情况下的各种解法，可能涉及平面波、柱坐标系和球坐标系下的传播特性，以及如何在不同介质中求解电磁场的分布。对边界条件的严格处理，以及如何在复杂几何结构中应用数值方法（例如有限元法或边界元法）来求解时谐电磁场问题，也应该是一个重要的组成部分。我对书中是否会深入探讨辐射理论、散射理论，以及这些理论在天线设计、微波工程、电磁兼容性（EMC）等领域的应用非常感兴趣。此外，书中对谐振腔、波导等结构中场分布的分析，以及与光学频率下的电磁场行为（例如光的传播和衍射）的联系，也是我非常期待了解的部分。如果这本书能够清晰地解释这些概念，并辅以足够的例证和习题，那将对我深入理解时谐电磁场领域大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

读到“谐振结构和天线理论”这一章时，我隐约感受到这本书的实用价值。我猜想，书中会对各种类型的谐振腔，如矩形腔、圆柱腔，进行详细的模式分析，包括本征频率的计算和各模式场的空间分布。这对于理解微波器件和滤波器的工作原理至关重要。而在天线部分，我期望看到关于基本天线类型，如偶极子、单极子、环形天线以及更复杂的阵列天线，其辐射特性、阻抗匹配和方向图的详尽解析。书中是否会涉及天线设计的优化过程，例如如何调整天线参数以获得期望的辐射效率和带宽，以及如何处理天线与馈电电路的匹配问题，这些都是我非常关心的问题。此外，我想知道书中是否会探讨天线在复杂环境中的性能，例如在存在散射体或吸收体时天线的行为变化。对电磁场散射理论的介绍，以及它在雷达目标识别和电磁兼容性测试中的应用，也可能包含在内。我希望书中能够提供清晰的推导过程，并辅以相关的图示和数值算例，帮助我理解这些复杂概念。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书的目录时，我的目光被“电磁波在复杂介质中的传播”这一章所吸引。这似乎预示着书中会深入探讨非均匀介质、各向异性材料以及包含损耗的材料对电磁场行为的影响。我对于书中如何处理这些复杂情况下的边界条件，以及如何运用近似方法或精确解法来分析场分布和能量损耗的部分尤为好奇。想象一下，书中可能会详细阐述表面阻抗的概念，以及它在电磁波吸收材料和隐身技术中的应用。我期望书中不仅会介绍理论，还会提供一些具体的案例研究，比如如何计算电磁波穿过土壤、水体或生物组织时的衰减情况，或者分析雷达信号在地表传播时受到的影响。对于一些复杂的工程问题，比如在建筑物内部电磁信号的传播，或者在地下通信系统中如何克服信号衰减，这本书是否会提供有效的分析工具和思路，这一点让我充满期待。另外，关于电磁波与物质相互作用的微观层面，例如介电常数和磁导率的频率依赖性，以及它们如何影响电磁场的动态行为，也是我希望能够深入了解的内容。

评分☆☆☆☆☆

当我审视这本书的书名《Time-Harmonic Electromagnetic Fields》时，我脑海中浮现出关于电磁波的频率域分析。这本书很可能详细阐述了傅里叶变换在将瞬态电磁场分解为一系列不同频率分量中的作用，以及如何分别计算和分析每个频率下的电磁场响应。我期待书中能够深入探讨如何利用复数形式来表示振幅和相位的时谐电磁场，以及如何利用这些复数表示来进行场量的计算和插值。对亥姆霍兹方程（Helmholtz equation）在描述时谐电磁波传播中的核心地位，以及其不同求解方法的介绍，应该也是本书的重要内容。我希望能看到书中关于电磁场与物质相互作用的频率依赖性，例如损耗角正切和品质因数等概念的清晰解释。此外，对于周期性结构，如光子晶体或周期性天线阵列，在时谐电磁场下的行为分析，也可能是一个令人着迷的主题。我对书中是否会提供关于如何从瞬态分析结果反推出时谐场响应，或者反之，将时谐场分析结果进行傅里叶合成以获得瞬态行为的指导，感到非常好奇。

评分☆☆☆☆☆

相当相当牛逼的一本书，推导极其详细！

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

Read several chapters detailedly. Dielectric and the Cylindrical Coordinate. Nice and clear. Kind of similar style with C.A.balanis

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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