《电磁场与电磁波》课程是高等学校电子信息类各专业本科生必修的一门专业基础课。电磁场与电磁波是信息技术的理论基础，是电子信息类专业本科学生的知识结构中重要组成部分。
《电磁场与电磁波》是电子信息工程本科专业必修的一门专业基础课，它主要涉及电磁基本理论和电磁工程两个方面，电磁基本理论主要研究电磁场的源与场的关系以及电磁波在空间传播的基本规律，电磁工程主要讨论电磁波的产生、辐射、传播及电磁理论在各方面的应用等。同时电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础，学好电磁场理论将增强学生的适应能力和创造能力。本课程的作用不仅是为进一步学习准备必要的基础，更为深远的是关系到所培养学生的基本素质。
《电磁场与电磁波》教学大纲
课程代码：06131111
课程性质：学科基础必修课
学 分：3.5学分
学 时：56学时（理论48学时，实验8学时）
先修课程：大学物理、高等数学、线性代数等
后续课程：高频电子线路、微波与天线、通信原理等
适用专业：电子电气类专业
一、课程说明
《电磁场与电磁波B》是电子信息类专业的一门学科基础课。本课程主要讲解电磁基本理论以及电磁波在空间传播的基本规律，为学习其他有关课程及研究与解决各类电磁场与电磁波的实际工程问题奠定理论基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决实际工程问题的能力，兼顾新技术及其发展方向的介绍，培养能够适应区域经济发展的高素质应用型人才。
二、课程目标
通过本课程的学习，使学生达到如下目标：
课程目标1：熟练掌握标量场与矢量场梯度物理意义与计算方法、矢量场的旋度与斯托克斯定理、拉普拉斯运算与格林定理、真空中静电场的基本规律、真空中恒定磁场的基本规律、媒质的电磁特性、电磁感应定律的微分与积分表示形式，理解位移电流的物理意义并掌握计算方法，熟练推导麦克斯韦方程组并可以利用方程组求解电磁场。熟练掌握电磁波的极化以及均匀平面波的传播特性。
课程目标2：使学生能够通过数学方法分析一些基本和实际问题，对实际工程问题进行抽象建模，应用数学、电磁场和电磁波知识分析实际的工程问题并提出相应解决方案，培养学生解决和研究问题的能力。
课程目标3：具有与电子信息工程实践相关的人文、历史、环境、法律、安全、伦理等知识，能够在电子信息领域的工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。热爱祖国，拥护中国共产党领导，树立科学的世界观、人生观，具有良好的思想品德、道德修养和敬业爱岗、热爱劳动。
三、教学内容、基本要求与学时分配
1.理论部分
理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表1。
表1 教学内容、基本要求与学时分配
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教学内容
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教学要求，教学重点难点
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理论学时
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对应的课程目标
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矢量运算
1.矢量代数
2.三种正交坐标系
3.标量场的方向倒数和梯度
4.矢量场的散度和旋度
5.亥姆霍兹定理
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教学要求：使学生掌握标量、矢量以及标量场、矢量场的概念，掌握矢量运算、矢量线、散度、旋度、梯度的求解；了解直角坐标系、圆柱坐标系与球坐标系的建立和转换；理解亥姆霍兹定理的物理意义。
重点：散度、旋度、梯度的求解。
难点：圆柱坐标系与球坐标系。
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10
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1、2、3
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电磁场的基本规律
1. 静电场的基本规律
2.恒定磁场的基本规律
3.媒质的电磁特性
4.电磁感应定律和位移电流
5.麦克斯韦方程组
6.电磁场的边界条件
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教学要求：使学生掌握真空中静电场、恒定磁场的基本规律；了解介质的极化与磁化特性；掌握电磁感应定律和位移电流；能够熟练应用麦克斯韦方程；掌握边界条件。
重点：麦克斯韦方程组。
难点：极化特性，边界条件。
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10
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1、2、3
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静态电磁场及其边值问题的解
1.静电场及恒定电场分析
2.恒定磁场分析
3.惟一性定理
4.镜像法
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教学要求：掌握静电场、恒定磁场的基本方程，使学生理解边值问题解答的唯一性；掌握镜像法，能计算简单的场问题。
重点：拉普拉斯方程，惟一性定理。
难点：边值问题的求解。
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6
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1、2、3
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时变电磁场
1.波动方程
2.电磁场的位函数
3.电磁场能量守恒定律
4.时谐电磁场
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教学要求：使学生了解电磁波的波动方程的物理意义；理解电磁场的位函数及满足的方程；掌握坡印廷定律；掌握时谐电磁场瞬时状态与复矢量状态的相互转换。
重点：坡印廷定理，复矢量的表示。
难点：波动方程的物理意义。
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6
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1、2、3
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均匀平面波传播特性
1.理想介质中均匀平面波
2.导电煤质中均匀平面波
3.电磁波的极化
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教学要求：使学生了解均匀平面波的概念；掌握均匀平面波在各种媒质中的传播特性；学会电磁波极化方式的判断；了解相速、群速与色散等概念。
重点：均匀平面波传播特性，电磁波极化。
难点：电磁波极化方式的判断。
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8
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1、2、3、4
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均匀平面波的反射和透射
1均匀平面波对理想导体的垂直入射
2. 均匀平面波对理想介质的垂直入射
3. 均匀平面波对的反射和折射规律
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教学要求：使学生理解均匀平面波垂直入射的传播特性；理解均匀平面波的反射和折射规律；掌握均匀平面波垂直入射问题的分析方法。
重点：均匀平面波垂直入射的规律。
难点：斜入射中的反射和折射规律。
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8
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1、2、3、4
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合计
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48
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2.实验部分
实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。
表2实验项目、实验内容与学时
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实验项目
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实验内容和要求
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实验学时
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对应的课程目标
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1.静电场的模拟测绘实验
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实验内容：测量静电场的场量及分布规律。
实验要求：掌握恒定电流法描绘等势线，模拟静电场的方法。
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2
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2
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2.位移电流的测试及计算机
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实验内容：对机床夹具进行结构分析。
实验要求：了解位移电流的定义，定性体验电磁场中感应电流的存在，定量测试感应电流的大小。
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2
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2
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3.电磁波的传播特性测试及分析
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实验内容：测试电磁波的传播特性。
实验要求：了解极化的定义，通过改变天线的极化方式，掌握天线的极化特性；掌握电磁波波节、波幅、驻波的测试方法。
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4
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2
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合计
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8
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四、教学方法及手段
本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识；本课程为省级精品课，提供灵活的自主学习平台，结合信息化的教学手段培养学生的自主学习能力、创新思维意识。
五、课程资源
1.教材
（1）谢处方等. 《电磁场与电磁波》（第5版）.2020年.
2.参考书
（1）郭辉萍.《电磁场与电磁波》（第4版）.西安电子科技大学出版社.2019年.
（2）王家礼.《电磁场与电磁波》.西安电子科技大学出版社.2018年.
（3）路宏敏.《电磁场与电磁波基础》.科学出版社.2016 年.
六、考核与成绩评定
考核方式：本课程主要以课堂表现、线上成绩、实验、作业、期末考试等方式进行考核评价。
考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重50%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题和分析计算题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、线上成绩、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重50%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。
