前言

電磁場與電磁波理論是近代自然科學中，理論相對最完整、應用最廣泛的支柱學科之一。電磁場與電磁波技術已遍及人類的科學技術、政治、經濟、軍事、文化及日常生活的各個領域。

目前，“電磁場與電磁波”是電子信息與電氣類專業學生必修的一門重要的專業基礎課程，它所涉及的內容是電子信息與電氣類專業學生知識結構的必要組成部分。通過該課程的學習，可使學生在建立場與路的統一認識的基礎上，從集總參數電路理論過渡到分布參數的高頻電路理論，為學習半導體技術、光電子技術、微波技術、天線理論、光纖通信、移動通信等專業課程或從事電磁工程研究奠定必要的基礎。尤其是在當今光電子與信息技術高速發展的時代，不斷升高的工作頻率或信號速率成為了電子產品開發中不可忽視的技術前提，這時許多技術問題用集總參數電路的理論已難以解決，而必須使用場和波的觀點才能得到完整的解釋，電磁技術成為了光電子產品性能的決定因素。在光電子與通信領域中，不管是光還是電子、有線通信還是無線通信、數字通信還是模擬通信，在頻率較高或信號速率較高時，其信號在信道中的傳輸與處理過程都離不開電磁場與電磁波的理論知識。

但是，由嚴密的數學推證、精確的實驗和科學的抽象所構成的電磁場與電磁波理論卻實在是一門既難教又難學的課程，它在數學方法和物理概念不斷相互交融中所表現出來的輪廓和內涵，常常會令人感到望而生畏，從而使學生難以提高學習興趣。

數年來，我們一直希望能出版一本既通俗易學，又重點突出的教材，這里要突出的重點就是與電氣信息類專業較為密切的電磁波學。雖然，電磁場與電磁波密不可分，但是在給出場的基本概念后，我們希望能圍繞著波的理論進行較為廣泛和深入的探討，本書就是在這樣的指導思想下編寫的。2006年，我們出版了本書的第一版，通過幾年的使用，發現了一些問題，同時也積累了一些經驗，希望這次修訂能夠彌補不足，使本書的質量得到進一步的提升。本書在這次修訂過程中融入了如下的考慮：

（1）在學生已有的理論基礎上由淺入深展開教學，強調基礎，重視基本概念，并及時總結，讓學生感到經過努力，能夠掌握所學內容，從而增強學生的學習信心；

（2）從各個不同角度反復強調基本理論和計算公式的適用條件，幫助學生建立清晰的物理概念，并培養學生良好的科學習慣，避免學生盲目套用公式；

（3）處處以麥克斯韋方程組這一描述宏觀電磁現象的基本理論為指導，對一些宏觀電磁現象和問題進行定性分析與定量計算，培養學生正確的思維方法和分析問題的方法，提高學生運用理論解決實際問題的能力；

（4）幫助學生掌握“類比”這一科學的分析方法，使學生不斷鞏固所學內容，縮短新內容的學習過程；

（5）在內容編排中，既有從特殊到一般的歸納方法，又有從一般到特殊的演繹方法，既能使學生易于接受新內容，又能培養學生的抽象思維能力；

（6）緊跟時代步伐，調整教學內容，使學生看到科學技術的不斷發展，產生努力學習的緊迫感。

本書的編寫借助了國內外優秀教材的成功之處，以及編者在教學和研究方面所積累的經驗。本書有如下特點：（1）以場的理論為基礎進行分析，以波的特性為重點展開論述；

（2）采用不同的論述體系。從力的類比入手引入場，從大學物理的基礎導出電磁場與電磁波的基本理論和基本方程；

（3）強調并引入位函數，同時以靜態場為例介紹位場的求解方法；

（4）在不同的介質條件下反復分析場與波的基本規律；

（5）結合工程實際情況，對波的產生、導波及輻射進行分析討論。

本書共分11章，主要內容包括：矢量分析與場論，電場、磁場與麥克斯韋方程，介質中的麥克斯韋方程，矢量位與標量位，靜態場的解，自由空間中的電磁波，非導電介質中的電磁波，導電介質中的電磁波，波的反射與折射，導行電磁波，輻射系統，等等。本書最后對電磁波的導引和輻射進行了簡要的介紹。每章之后均附有小結和習題，書末附有大部分習題答案。

本書適用于48～64教學學時，任課教師可根據具體情況決定內容舍取。為方便教師教學和讀者自學，本書配有免費電子教學課件，可登錄華信教育資源網（www.hxedu.com.cn）免費注冊下載或發送電子郵件至duandh@phei.com.cn向本書的責任編輯索取。此外，為選用本書作為教材的任課老師免費提供課后習題的詳細解題過程。歡迎任課教師及時反饋授課心得和建議。

本書由武漢理工大學劉嵐教授負責統稿。其中，第6～9章和第11章由劉嵐編寫，第1章和第5章由黃秋元編寫，第2～4章由程莉編寫，第10章由胡耀祖編寫。

本書承華中科技大學楊曉非教授主審，并經武漢大學胡釙教授審閱，他們提出了不少有益的建議和寶貴意見，在此一并表示誠摯的感謝。

限于編者的水平和經驗，書中難免存在錯誤和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。作者的聯系方式：whekon@163.com。

編者

2010年6月于武漢