前言

“電磁場與電磁波導論”一直是電氣與電子工程學習計劃中最重要的專業基礎課程之一。它是已經完善確立的普遍理論，能夠為其他理論所不能解決的復雜電磁場和電磁波的問題提供的理論基礎。

但是在多年的教學實踐中，我們深刻體會到：一方面對于本課程中出現大量的公式、定律、定理學生們感到難以理解，且容易混淆概念；另一方面對于矢量微分及矢量積分公式仍不能十分熟練地應用。為此在編著本書的過程中，我們多次討論了本教材的教學大綱。本著與時俱進、開拓創新的時代精神，我們沿著電磁場理論發展的歷史脈絡，追蹤前人進行理論與實驗探索的艱辛里程，將歷史發展的趣味性與理論敘述和推導有機地結合起來，同時論述了電磁場與電磁波在日常生活和科學研究中的廣泛應用。

根據我們的經驗，學生傾向于將理論推導看成觀念的抽象，并特別注重某些方程式，認為它們是公式。但是學生很快就發現這些所謂的公式，不僅對于不同的媒質而且對于不同的坐標系都是不同的。于是這就成了為獲得信息與電氣工程學士學位而必須通過的一門“困難”課程。僅僅計算一個場量，就需要一組方程式，這可能使他們感到畏懼和困惑并對這門課程失去興趣。

所以我們認為教師的職責是：①說明每一項推導的目的；②證明一些假設對于這個推導是絕對必要的；③強調它們的局限性；④突出它的局限性的作用；⑤舉例說明幾何形狀對一個方程式的影響。為此，教師必須應用他們自己在這一學科的經驗，同時也強調在其他領域的應用。他們還必須在討論基礎理論的同時，注重介紹這個領域中的一些新進展。例如，在講解電磁場的邊值問題時，教師可以討論高速高密集成電路中互連結構的電磁參數提取；在討論平面電磁波的傳播時，討論在移動通信技術中采用的地面發射模型；在討論導行電磁波的傳播時，討論了監測電離層變化的多部測量雷達組成的網絡。

在適當地講解了主要內容并從基本定律出發推導出相關的方程式后，學生應該在學習中做到：①領會電磁場與電磁波理論的發展歷史；②排除畏難恐懼的情緒；③重新獲得學習的動力和信心；④掌握分析問題和解決問題的能力；⑤把握推理的能力以開拓新的見解和領域。

本書分為9章。

第1章介紹電磁場理論建立的意義和應用范圍，以及電磁場理論的基礎——麥可斯韋方程組。

第2章討論庫侖定理、電場強度、靜電場的基本方程、高斯定理和應用、標量電位函數、電媒質中的高斯定律、靜電場的邊界條件、電容和電容器、靜電場的能量和力、恒定電流電場，以及恒定電場與靜電場的比擬。

第3章討論電磁場的邊值問題，包括泊松方程和拉普拉斯方程、靜態場解的唯一性定理、分離變量法、鏡像法和復變函數法。

第4章討論靜磁場，包括建立安培環路定律的歷史及意義、靜磁場的基本方程、比奧-薩伐爾定律、磁介質中的安培定律、靜磁場的邊界條件，以及靜磁場的能量和力等

第5章討論時變場，包括麥克斯韋理論的建立及意義、法拉第電磁感應定律、麥克斯韋方程組、時變電磁場的邊界條件、坡印廷定律、正弦電磁場、復電容率及復磁導率的概念以及核磁共振效應。

第6章討論準靜態場的問題，包括準靜態場的基本方程、準靜態位，以及準靜態場的邊界條件等。

第7章討論平面電磁波在理想媒質、導電媒質和各向異性媒質中的傳播，以及在導電平面和媒質平面邊界上的垂直入射和斜入射。

第8章討論導行電磁波的一般分析方法，以及在矩形波導、圓波導和同軸線中的傳播。

第9章討論諧振器發展演化的歷史和分類，以及傳輸線諧振器、同軸線諧振器矩形波導諧振器和圓柱波導諧振器的特性。

本書力圖敘述清晰連貫、邏輯順暢。本書附有大量例題，目的在于強調基本概念，并說明分析和解決典型問題的方法；每章末尾所附的思考題，用于測驗學生對于本章內容的記憶和理解程度；每章的習題是專門為了增強學生對于公式中不同物理量的相互關系的理解而設立的，同時也是為了培養學生應用公式分析和解決問題的能力。