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电磁场与电磁波
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spContent=众所周知,人类文明繁衍、发展的历史,就是不断感触自然、认知世界的过程。从远古神话中“千里眼”、“顺风耳”的美好夙愿,到沦为千古笑谈的“烽火戏诸侯”,再到凝结了劳动人民智慧的“晚霞不出门,朝霞行千里”,一直发展到今天的“万物互联” ,都说明了通信和感知是我们生存于天地之间的重要手段。在此过程中,电磁波已逐渐成为感知和通信最为有力的“触手”。 自19世纪20年代起,奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦、赫兹等先贤逐渐认识并激励了电磁波,至今已有一皕春秋。电磁波的各种应用,包括无线通信、射电望远镜、雷达、卫星、无线输能、物联网等,逐步改变人们的生活方式,推动了人类社会的飞速发展。伴随着这些应用发展起来的天线、微波等理论与技术也成为了近一个世纪以来最重要的科学技术。而电磁场与电磁波课程作为这些理论与技术的基础,必然越来越受到重视。
—— 课程团队
课程概述

电磁场与电磁波是高等院校电子信息类专业本科生必修的一门专业基础课,课程涵盖了大学物理中电磁学的内容,并且有一些延伸、深化。

西北大学电磁场与电磁波课程由信息科学与技术学院任宇辉副教授主讲,共47讲,主要介绍电、磁、场和波的基本概念和性质;介绍电磁波的激励、辐射以及它在不同媒质中的传播特性;并且简单介绍经典的电磁计算方法。在学习本课程之前,同学们应该掌握大学物理、高等数学等基础知识;而学习这门课之后,我们就能较容易地理解微波技术、天线原理等课程。

此外,在本次授课的过程中,教学团队对标国家一流课程建设的各项要求,对电磁场与电磁波课程的教学理念进行改革。首先是要结合工科专业学生的特点,革新教学流程。授课时不仅要介绍基础理论知识,而且要对这些理论赋予工程上的解释,做到理论联系实际。其次,不仅要讲授基础知识,而且充分挖掘课程中蕴含的丰富的思想政治教育的素材和案例。这样可以树立学生辩证唯物主义的世界观,增强学生的民族自信心和自豪感,培养学生百折不挠、用于探索的科学精神。

授课目标

通过本课程的教学,使学生具备以下知识和能力:

目标1:能够掌握经典电磁学的基本理论,包括:(1)电磁场的概念、特点和求解方法;(2)电磁波的产生、传播及辐射机理。

目标2:能够理解麦克斯韦方程组在课程中的基础平台作用,挖掘并掌握课程蕴涵的诸多科学思维方式和方法论,比如计算思维方式、对称性思维方式等,能对一些常见电磁问题,比如边界条件问题、电子器件参数计算、电磁波传播等,进行建模分析。

课程大纲
预备知识

高等数学微积分,大学物理

参考资料

[1]丁君 郭陈江 编,《工程电磁场与电磁波》(第2版),高等教育

  出版社,2019年。

[2] 谢处方 饶克谨 编,杨显清 王园 赵家升 修订,《电磁场与电磁

 波》(第 4 版),高等教育出版社,2006年。