雖然麥克斯韋方程問世已經(jīng)150多年,但電磁理論發(fā)展的腳步從來(lái)沒有停止,它的影響也越來(lái)越深廣。一個(gè)極其明顯的事實(shí)是,現(xiàn)代科技和人類生活的各個(gè)方面無(wú)不受到電磁理論發(fā)展的深刻影響。在當(dāng)代,電磁理論仍是一門非常重要的學(xué)科,而且仍然具有強(qiáng)大的生命力。
自20世紀(jì)60年代以來(lái),電磁理論的發(fā)展逐漸表現(xiàn)出新的特點(diǎn),到現(xiàn)代它已經(jīng)呈現(xiàn)出一種新的面貌。在我們看來(lái),這種變化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先,現(xiàn)代數(shù)學(xué)的應(yīng)用使電磁理論有了更嚴(yán)格、更合理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),理論的表述更加精確、系統(tǒng)和簡(jiǎn)潔。其次,電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展使計(jì)算電磁學(xué)成為電磁理論發(fā)展的重要方向,其影響面仍在不斷擴(kuò)大。由于電子技術(shù)對(duì)超帶寬信號(hào)的應(yīng)用和對(duì)瞬變電磁過程的重視,使解決瞬變電磁場(chǎng)問題顯得越來(lái)越重要,這促使電磁場(chǎng)的時(shí)域分析和計(jì)算方法迅速發(fā)展。
盡管電磁理論的面貌已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化,現(xiàn)有的電磁理論教材卻長(zhǎng)期保持著老面孔,沒有及時(shí)地反映這種發(fā)展趨勢(shì)。所幸的是,最近國(guó)際上的一些電磁理論出版物已經(jīng)出現(xiàn)了一種新氣象,其內(nèi)容和表述方法正在發(fā)生變化,已經(jīng)開始表現(xiàn)出現(xiàn)代電磁理論發(fā)展的新特點(diǎn)。
本書力圖用現(xiàn)代數(shù)學(xué)的理論、觀點(diǎn)和方法系統(tǒng)地闡述電磁理論的基本問題,盡量反映出其發(fā)展的趨勢(shì)。雖然不可能全面地反映現(xiàn)代電磁理論的已有水平,但希望能起到一定的橋梁作用,幫助讀者打下一定的基礎(chǔ),以便更容易理解當(dāng)下電磁理論方面的文獻(xiàn)。書中也介紹了一些實(shí)用的經(jīng)典方法,目的在于提高讀者數(shù)學(xué)分析能力和理論素養(yǎng)。
本書第1章簡(jiǎn)要地總結(jié)了宏觀電磁場(chǎng)的基本規(guī)律,作為全書的物理基礎(chǔ)。第2章提綱式地概述了書中用到的主要數(shù)學(xué)理論、觀點(diǎn)和方法,重點(diǎn)分析了電磁理論中常用算子的主要特性。第3章主要討論了無(wú)界空間中電磁現(xiàn)象的主要方法。第4章以平面分層介質(zhì)中電磁現(xiàn)象為對(duì)象,主要論述了二維電磁傳輸系統(tǒng)中電磁問題的分析方法和電磁場(chǎng)的傳輸規(guī)律。第5~7章是關(guān)于典型的常用電磁傳輸和諧振系統(tǒng)中電磁問題分析方法的討論。第8章集中討論了電磁場(chǎng)的散射和衍射問題。第9章介紹了有關(guān)瞬變電磁場(chǎng)的理論知識(shí)。第10章是計(jì)算電磁學(xué)原理,這反映了現(xiàn)代計(jì)算電磁學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。
原計(jì)劃為天線問題專設(shè)一章,后因篇幅過大而放棄。好在電磁輻射問題已在多處有所討論。此外,本書沒有涉及靜態(tài)電磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)中的電磁場(chǎng)問題,也沒有討論非線性問題。
本書的寫作和出版工作得到了多人的幫助,我要對(duì)他們表示衷心的感謝。首先要感謝本書合著者李明之博士,他除了完成自己的寫作任務(wù)之外,還做了大量的事務(wù)性工作,沒有他的努力和協(xié)作,本書就無(wú)法順利地出版。在本書寫作的初期,我們就得到了科學(xué)出版社錢俊編輯的鼓勵(lì)和支持,后來(lái)在出版過程中他付出了大量的辛勤勞動(dòng),在此特別對(duì)他表示感謝。