2022廣西科技大學(xué)923電磁場與電磁波研究生考研大綱及參考書目
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2022廣西科技大學(xué)923電磁場與電磁波研究生考研大綱及參考書目 正文
一、考試的總體要求
主要考察考生對電磁場與電磁波課程中基本概念的掌握, 以及對電磁場與電磁波的 基本分析和計(jì)算方法的理解和掌握情況。要求考生掌握場論的基本概念;掌握靜電場、 恒定磁場的數(shù)學(xué)描述的微分方程和基本分析方法; 掌握麥克斯韋方程組, 并理解其物理 意義; 熟練掌握交變電磁場的表述形式; 掌握坡印廷矢量的概念及計(jì)算方法; 掌握均勻 平面電磁波的基本概念; 掌握電磁波在不同介質(zhì)界面間發(fā)生反射、折射的基本物理性質(zhì) 和在有耗介質(zhì)中傳播的特性。同時(shí), 要求學(xué)生具備一定分析、解決電磁領(lǐng)域基本問題的 能力。
二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)
(一)答卷方式:閉卷,筆試
(二)答題時(shí)間: 150 分鐘
(三)總分: 100 分
(四)考試題型及分值
題型 | 填空題 | 簡單題 | 計(jì)算分析題 |
分值 | 40 | 30 | 30 |
(一) 矢量分析 ( 5 分)
1.考試內(nèi)容: 矢量代數(shù)和正交坐標(biāo)系、等值面與梯度和通量與散度 、環(huán)流與旋度 和亥姆霍茲定理。
2.具體要求: ① 理解矢量的概念及其用坐標(biāo)分量表示的方法。熟練進(jìn)行矢量的加、
減、標(biāo)乘和矢乘運(yùn)算。② 熟練掌握位置、線元、面元矢量和體元在直角坐標(biāo)系、圓柱 坐標(biāo)系和球坐標(biāo)系中的表達(dá)式。③ 了解標(biāo)量場及其等值面、矢量場及其矢量線的概念。 理解標(biāo)量場的位函數(shù)、方向?qū)?shù)、梯度, 矢量場的通量、矢量場的環(huán)流、散度、旋度的
(二) 電磁場的基本規(guī)律 (20 分)
1.考試內(nèi)容: 電荷守恒定律和靜電場的基本規(guī)律、穩(wěn)恒磁場的基本規(guī)律、媒質(zhì)的電 磁特性、電磁感應(yīng)定律和麥克斯韋方程組、電磁場的邊界條件。
2.具體要求: ① 理解電荷與電荷密度、電流與電流密度及電場強(qiáng)度的概念。掌握 電荷守恒定律、庫侖定律和電流連續(xù)牲方程。② 熟練掌握運(yùn)用疊加原理和高斯定理求 解電場強(qiáng)度矢量。根據(jù) E 的散度和旋度說明靜電場的性質(zhì)。③ 理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。 掌握安培定律、畢-薩定律、磁場高斯定理和安培環(huán)路定理。④ 理解極化強(qiáng)度、極化率、 電位移矢量, 磁化強(qiáng)度、磁化率、磁場強(qiáng)度矢量的概念。掌握電介質(zhì)、磁介質(zhì)和導(dǎo)體中 的場方程及本構(gòu)關(guān)系。⑤ 理解感生電場、感生電動(dòng)勢、動(dòng)生電動(dòng)勢、位移電流和全電 流的概念。掌握法拉第電磁感應(yīng)定律, 麥克斯韋方程組的積分形式、微分形式和本構(gòu)關(guān) 系。⑥ 理解電磁場邊界條件的分類及其表達(dá)式。掌握電磁場邊界條件的推證。熟練掌 握電磁場邊界條件的應(yīng)用。
(三) 靜態(tài)場及其邊值問題的解 ( 10 分)
1.考試內(nèi)容: 靜電場分析、靜電場能量和恒定電場分析、恒定磁場分析、恒定磁場 能量和唯一性定理、鏡像法。
2.具體要求: ① 理解電位、電位差、電容、電容系數(shù)和部分電容的概念。掌握靜 電場的基本方程及邊界條件。掌握靜電場位函數(shù)方程(泊松方程和拉氏方程) 及邊界條 件。② 掌握恒定電場基本方程及邊界條件。掌握恒定電場位函數(shù)方程及邊界條件。③ 掌 握恒定磁場的基本方程及邊界條件。掌握恒定磁場位函數(shù)方程及邊界條件。④ 掌握靜 態(tài)場邊值問題的類型及其解的唯一性定理。理解鏡像法的基本原理和原則。掌握導(dǎo)體平 面的鏡像法。
(四) 時(shí)變電磁場 (20 分)
1.考試內(nèi)容: 波動(dòng)方程和電磁場能量守恒定律、時(shí)諧電磁場。
2.具體要求: ① 理解時(shí)變電磁場的矢量位、標(biāo)量位和坡印廷矢量的概念。② 掌握 時(shí)變電磁場的波動(dòng)方程、達(dá)朗貝爾方程及洛侖茲規(guī)范。③ 掌握時(shí)變電磁場的能量守恒 定律和解的唯一性定理。④ 熟練掌握能流密度矢量的計(jì)算。⑤ 理解時(shí)諧場的復(fù)矢量、 復(fù)電容率、復(fù)磁導(dǎo)率、動(dòng)態(tài)位函數(shù)、平均能量密度和平均能流密度的概念。⑥ 掌握復(fù)
矢量形式的麥克斯韋方程、亥姆霍茲方程和動(dòng)態(tài)位方程及其洛侖茲規(guī)范。⑦ 掌握時(shí)諧 電磁場能量密度和能流密度的計(jì)算。
(五) 均勻平面波在無界空間中的傳播(25 分)
1.考試內(nèi)容: 平面波在導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播、電磁波的極化、理想介質(zhì)中的均勻平面 波。
2.具體要求: ① 理解均勻平面波的波函數(shù)、波長、波數(shù)、相速、特性阻抗和波矢 的概念。② 掌握均勻平面波的波動(dòng)方程、亥姆霍茲方程及其通解。掌握均勻平面波的 傳播特點(diǎn)。③ 理解電磁波的極化和極化波的概念。掌握電磁波的線性極化、圓極化和 橢圓極化特性。④ 掌握極化波的分解規(guī)律與方法。了解極化波在工程上的應(yīng)用。⑤ 理 解衰減常數(shù)、相位常數(shù)、趨膚深度、表面阻抗、色散和群速的概念。⑥ 掌握均勻平面 波在導(dǎo)電媒質(zhì)中傳播的波動(dòng)方程、通解及其傳播特點(diǎn)。⑦ 比較均勻平面波在導(dǎo)電媒質(zhì)、 弱導(dǎo)電媒質(zhì)和良導(dǎo)體中的傳播特性。
(六) 均勻平面波的反射和透射(20 分)
1.考試內(nèi)容: 平面波對界面的垂直入射、平面波對多層介質(zhì)界面的垂直入射、平面 波對理想導(dǎo)體平面的斜入射、平面波對理想介質(zhì)界面的斜入射。
2.具體要求: ① 理解反射系數(shù)、透射系數(shù)、全反射、駐波和駐波比的概念。② 掌 握均勻平面波對導(dǎo)電媒質(zhì)界面、理想導(dǎo)體表面、理想介質(zhì)界面的垂直入射。③ 理解等 效波阻抗、四分之一匹配層和半波長介質(zhì)窗的概念。④ 掌握平面波對多層介質(zhì)界面垂 直入射時(shí)的場矢量及邊界條件。⑤ 掌握等效波阻抗的計(jì)算和無反射阻抗匹配條件及半 波長介質(zhì)窗原理。⑥ 掌握斜入射時(shí)界面處的相位匹配條件、斯奈爾反射定律和透射定 律。斜入射時(shí)全反射、全透射的條件及應(yīng)用。⑦ 理解 TE 波和 TM 波的概念。
四、主要參考書目
《電磁場與電磁波》 (第四版) 謝處方、饒克謹(jǐn), 高等教育出版社。
廣西科技大學(xué)
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