《电磁场与电磁波》教学大纲一、课程信息电磁场与电磁波课程名称Electromagneticfields andwaves3060540课程性质因必修口选修课程编码口通识课程回专业课程课程类型适用专业光电信息科学与工程苏波物理系课程负责人开课部门实践：学时学分学分：3总学时：48实验：理论：48学时1中文授课语言高等数学、普通物理等先修课程二、课程内容简介《电磁场与电磁波》课程是电子科学与技术专业、光信息科学与技术专业必修的专业核心课，它所涉及的内容是电子科学与技术专业、光信息科学与技术专业本科学生知识结构的必要组成部分。《电磁场与电磁波》课程在大学物理的基础上，进一步论述了宏观电磁场与电磁波的基本规律和基本分析方法。通过该课程的学习，使学生能够分析电子信息技术中电磁场与电磁波的基本特性，培养学生的科学思维方法和创新精神，为学习有关专业课程奠定必要的基础。三、课程目标电磁场与电磁波着重讲授麦克斯韦电磁场理论的基本思想：了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义：了解电磁波的产生和电磁波的特点：了解电磁场的物质性。本课程的具体教学目标如下：L01：了解电磁场理论的发展历史和研究前沿，培养学生的学习兴趣和科学素养
《电磁场与电磁波》教学大纲 一、课程信息 二、课程内容简介 《电磁场与电磁波》课程是电子科学与技术专业、光信息科学与技术专业必 修的专业核心课，它所涉及的内容是电子科学与技术专业、光信息科学与技术专 业本科学生知识结构的必要组成部分。 《电磁场与电磁波》课程在大学物理的基础上，进一步论述了宏观电磁场与 电磁波的基本规律和基本分析方法。通过该课程的学习，使学生能够分析电子信 息技术中电磁场与电磁波的基本特性，培养学生的科学思维方法和创新精神，为 学习有关专业课程奠定必要的基础。 三、课程目标 电磁场与电磁波着重讲授麦克斯韦电磁场理论的基本思想；了解麦克斯韦电 磁场理论在物理学发展史上的意义；了解电磁波的产生和电磁波的特点；了解电 磁场的物质性。本课程的具体教学目标如下： L01：了解电磁场理论的发展历史和研究前沿，培养学生的学习兴趣和科学 素养。 课程名称 电磁场与电磁波 Electromagnetic fields and waves 课程编码 3060540 课程性质 ☑必修 ☐选修 课程类型 ☐通识课程 ☑专业课程 适用专业 光电信息科学与工程 开课部门 物理系 课程负责人 苏波 学时学分 学分：3 总学时：48 理论：48学时 实验： 实践： 授课语言 中文 先修课程 高等数学、普通物理等
L02：了解静电场和恒定磁场中的基本物理量和基本实验定律：掌握描述介质极化的极化强度矢量P和磁化的磁化强度矢量M；掌握高斯定理和安培环路定理的积分和微分公式，切实理解其真实的物理意义：L03：掌握法拉第电磁感应定律，位移电流以及波动方程L04：掌握正弦平面电磁波在理想介质和有损耗介质中的传播特性。支撑程度支撑程度支撑毕业要求指标点支撑培养目标指标点课程目标MM毕业要求4-3培养目标2L01HH毕业要求4-1培养目标2L02HH毕业要求4-1培养目标2L03MM毕业要求5-3培养目标3L04四、教学内容、要求及进度安排第1章矢量分析（8学时）（支撑课程目标1）S1标量场和矢量场S2矢量和矢量场的不变特性S3矢量的通量散度S4矢量的环流旋度S5标量场的梯度S6亥姆霍兹定理本章的重点是梯度、散度和旋度的概念及其在直角坐标系下的表达式，难点是哈密顿一阶、二节微分算子及恒等式。第2章电磁场中的基本物理量和基本实验定律（6学时）（支撑课程目标2）S1电荷和电荷分布S2电流和电流密度$3电流连续性方程S4电场强度库仑定律S5安培力定律磁感应
L02：了解静电场和恒定磁场中的基本物理量和基本实验定律；掌握描述介 质极化的极化强度矢量P和磁化的磁化强度矢量M；掌握高斯定理和安培环路定理 的积分和微分公式，切实理解其真实的物理意义； L03：掌握法拉第电磁感应定律，位移电流以及波动方程； L04：掌握正弦平面电磁波在理想介质和有损耗介质中的传播特性。 四、教学内容、要求及进度安排 第1章 矢量分析 （8学时）(支撑课程目标1） §1标量场和矢量场 §2矢量和矢量场的不变特性 §3矢量的通量 散度 §4矢量的环流 旋度 §5标量场的梯度 §6亥姆霍兹定理 本章的重点是梯度、散度和旋度的概念及其在直角坐标系下的表达式，难点是 哈密顿一阶、二节微分算子及恒等式。 第2章 电磁场中的基本物理量和基本实验定律（6学时）(支撑课程目标2） §1电荷和电荷分布 §2电流和电流密度 §3电流连续性方程 §4电场强度 库仑定律 §5安培力定律 磁感应 课程目标 支撑毕业要求指标点 支撑程度 支撑培养目标指标点 支撑程度 LO1 毕业要求4-3 M 培养目标2 M LO2 毕业要求4-1 H 培养目标2 H L03 毕业要求4-1 H 培养目标2 H L04 毕业要求5-3 M 培养目标3 M
S6电场强度的矢量积分公式S7磁感应强度的矢量积分公式本章的重点是静电场的基本方程、边界条件和能量以及电位的概念，难点是利用电场强度的失量积分公式计算电场。第3章静电场分析（10学时）（支撑课程目标2）S1静电场分析的基本变量S2真空中静电场的基本方程S3电位函数S4泊松方程拉普拉斯方程S7唯一性定理S8电介质的极化极化强度S9介质中的高斯定理边界条件S10恒定电场的基本方程边界条件S11导体系统的电容S12电场能量静电力本章的重点是恒定磁场的基本方程、边界条件和能量以及失量磁位的概念，难点是利用磁感应强度的失量积分公式计算磁场。第4章值定磁场分析（10学时）（支撑课程目标2）S1恒定磁场分析的基本变量S2真空中磁场的基本方程S3失量磁位S4磁偶极子的矢量位和标量位S5物质的磁化现象磁化强度S6磁介质中磁场的基本方程S7磁场的边界条件S8标量磁位本章的重点是真空中磁场的基本方程、矢量磁位、标量磁位以及磁场的边界条件，难点是磁场的边界条件
§6电场强度的矢量积分公式 §7磁感应强度的矢量积分公式 本章的重点是静电场的基本方程、边界条件和能量以及电位的概念，难点是利 用电场强度的矢量积分公式计算电场。 第3章 静电场分析 （10学时）(支撑课程目标2） §1静电场分析的基本变量 §2真空中静电场的基本方程 §3电位函数 §4泊松方程 拉普拉斯方程 §7唯一性定理 §8电介质的极化 极化强度 §9介质中的高斯定理 边界条件 §10恒定电场的基本方程边界条件 §11导体系统的电容 §12电场能量 静电力 本章的重点是恒定磁场的基本方程、边界条件和能量以及矢量磁位的概念，难 点是利用磁感应强度的矢量积分公式计算磁场。 第4章 恒定磁场分析（10学时）(支撑课程目标2） §1恒定磁场分析的基本变量 §2真空中磁场的基本方程 §3矢量磁位 §4磁偶极子的矢量位和标量位 §5物质的磁化现象 磁化强度 §6磁介质中磁场的基本方程 §7磁场的边界条件 §8标量磁位 本章的重点是真空中磁场的基本方程、矢量磁位、标量磁位以及磁场的边界条 件，难点是磁场的边界条件
第5章时变电磁场（8学时）（支撑课程目标3）S1法拉第电磁感应定律S2位移电流S3麦克斯韦方程组S4时变电磁场的边界条件S5坡印廷定理和坡印廷矢量S6波动方程S7动态矢量位和标量位本章的重点是麦克斯韦方程组、边界条件、动态位的概念以及时谐场的复数表示法，难点是复介电常数、复磁导率以及电磁对偶原理。第6章正弦平面电磁波（6学时）（支撑课程目标4）S1亥姆霍兹方程S2平均玻印亨矢量S3理想介质中的均匀平面波S4波的极化特性S5损耗媒质中的均匀平面波S6对平面分界面的垂直入射$8相速和群速本章的重点是平面电磁波在无限大理想介质和损耗媒质中的传播特性、平面电磁波的极化特性、平面电磁波在两种不同媒质分界面上垂直入射时的反射与透射特性。难点是等效波阻抗和表面波的概念。五、先修课要求及教学方法建议1.先修课要求：高等数学，普通物理。2.教学方法建议：课堂讲授、小组讨论、课外延伸阅读相结合六、考核方式必修课：见考试大纲
第5章 时变电磁场 （8学时）(支撑课程目标3） §1 法拉第电磁感应定律 §2 位移电流 §3 麦克斯韦方程组 §4 时变电磁场的边界条件 §5 坡印廷定理和坡印廷矢量 §6 波动方程 §7动态矢量位和标量位 本章的重点是麦克斯韦方程组、边界条件、动态位的概念以及时谐场的 复数表示法， 难点是复介电常数、复磁导率以及电磁对偶原理。 第6章 正弦平面电磁波 （6学时）(支撑课程目标4） §1亥姆霍兹方程 §2平均玻印亭矢量 §3理想介质中的均匀平面波 §4波的极化特性 §5损耗媒质中的均匀平面波 §6对平面分界面的垂直入射 §8相速和群速 本章的重点是平面电磁波在无限大理想介质和损耗媒质中的传播特性、平面电 磁波的极化特性、平面电磁波在两种不同媒质分界面上垂直入射时的反射与透射 特性。难点是等效波阻抗和表面波的概念。 五、先修课要求及教学方法建议 1.先修课要求：高等数学，普通物理。 2.教学方法建议：课堂讲授、小组讨论、课外延伸阅读相结合 六、考核方式 必修课：见考试大纲
七、教材、参考文献与其他教学资源（一）教材《电磁场与电磁波》，孙玉发等，合肥工业大学出版社，2006年（二）参考书1、《电磁场理论》，毕德显，电子工业出版社，1985年2、《电磁场与电磁波》，谢处方等，高等教育出版社，2006年第4版，3、《电磁场与电磁波》，杨儒贵，高等教育出版社，2003年，八、备注各院系应有教学大纲修订的制度。上课前须按规定完成修订，并经院系专业负责人、教学院长批准并报教务处备案后公布大纲。教学须按教学大纲实施，不允许任课教师随意修订教学大纲和离开大纲要求实施教学。教学日历须按教学大纲编制，任课教师可以在总学时不变的前提下根据具体情况适当调整某些章节的教学时数：可以调整参考资料（不能调整教材）：在教学大纲或考试大纲规定的范围内确定考试方式、试卷结构、成绩评定方式
七、教材、参考文献与其他教学资源 （一）教材 《电磁场与电磁波》，孙玉发等，合肥工业大学出版社，2006年. （二）参考书 1、《电磁场理论》，毕德显，电子工业出版社，1985年. 2、《电磁场与电磁波》，谢处方等，高等教育出版社，2006年第4版. 3、《电磁场与电磁波》，杨儒贵，高等教育出版社，2003年. 八、备注 各院系应有教学大纲修订的制度。上课前须按规定完成修订，并经院系专业 负责人、教学院长批准并报教务处备案后公布大纲。教学须按教学大纲实施，不 允许任课教师随意修订教学大纲和离开大纲要求实施教学。 教学日历须按教学大纲编制，任课教师可以在总学时不变的前提下根据具体 情况适当调整某些章节的教学时数；可以调整参考资料（不能调整教材）；在教 学大纲或考试大纲规定的范围内确定考试方式、试卷结构、成绩评定方式