成电813简答题

1.介质在外电场的作用下发生极化的物理机制是什么？受到极化的介质一般具有什么样的宏观特征（6次）

物理机制：在外电场的作用下，无极分子中的正电荷沿电场方向移动，负电荷逆电场方向移动，导致正负电荷中心不再重合形成许多沿外电场方向有序排列的电偶极子，它们对外产生的电场不再为0。对于有极分子，它的每个电偶极子在外电场的作用下要产生转动，使每个电偶极子沿外电场方向有序排列，它们对外产生的电场也不再为0。

宏观特征（2次）：在电介质内部和表面上就可能会出现宏观电荷分布。

2.简述静电场边值问题的唯一性定理，它的意义何在？（3次）

唯一性定理（静电场）：在场域的边界面上给定电位函数的值或电位函数的法向导数的值，则电位函数的泊松方程或拉普拉斯方程在场域内具有唯一解。

意义：首先，它指出了静电场边值问题具有唯一解的充分必要条件，只要在边界面上的每一点给定电位函数的值或法向导数的值，则场域内的电位函数就唯一地确定了。其次，唯一性定理也为静电场边值问题的各种求解方法提供了理论依据，为求解结果的正确性提供了判据。

举例说明唯一性定理在求解边值问题中的重要作用：镜像法，只要镜像电荷与原电荷产生的电场满足原问题的边界条件，根据唯一性定理，所得问题的解即为原问题的解。（1次）

3.什么是位移电流？他是如何引入的？位移电流与传导电流有何本质上的区别？（2次）

位移电流：电位移矢量随时间的变化率。

为了消除电荷守恒定律与安培环路定理之间的矛盾而引入的（也是物理意义）。

故

区别：传导电流是真实电流，会产生焦耳热，而位移电流不是真实电流，不会产生焦耳热。

4.什么是均匀平面波？在理想介质中，均匀平面波具有什么传播特性？（2次）

均匀平面波：均匀平面波是指电磁波的场矢量只沿着它的传播方向变化，在与波传播方向垂直的无限大平面内，电场强度和磁场强度的方向、振幅和相位都保持不变。

均匀媒质中：

(1)电场、磁场与传播方向之间相互垂直，是横电磁波(TEM波);
(2)电场与磁场的振幅不变;
(3)波阻抗为实数，电场与磁场同相位;
(4)电磁波的相速与频率无关;
(5)电场能量密度等于磁场能量密度。

5.磁介质在外磁场的作用下产生磁化的物理机制是什么？磁化介质一般具有什么样的宏观特征？（2次）

磁化：当有外磁场作用时，分子磁矩受到磁场力的作用，沿着磁场方向有序取向，其合成磁矩不再为零，即，产生宏观的磁效应，使得介质中的磁场增强。

宏观特征：磁介质被磁化后，其内部和表面可能出现宏观电流分布，称为磁化电流。

6.简述镜像法的基本思想以及选择镜像的原则。（3次）

镜像法的基本思想：在所求解的电场区域以外的某些适当的位置上，用一些等效的电荷(称为镜像电荷)替代导体表面的感应电荷或介质分界面上的极化电荷。这样就把原来的边值问题的求解转换为均匀无界空间中的问题来求解。

基本原则：

(1)所有镜像电荷必须位于所求的场域以外的空间中;
(2)镜像电荷的个数位置及电荷量的大小以满足场域边界面上的边界条件来确定。

镜像法三要素（1次）：电荷个数，位置，电荷量。

7.写出麦克斯韦方程组的微分形式，并讨论时变电磁场的特点。（2次）

特点：在时变的情况下，电场和磁场相互激励，在空间形成电磁波，时变电磁场的能量以电磁波的形式进行传播。

8.写出坡印廷定理的积分形式并说明其物理意义。（3次）

表示单位时间内体积中减少的电磁场能量；表示单位时间内电磁场对体积中的电荷做功而消耗的电磁场能量，右端第二项则表示单位时间内通过曲面从体积内流出的电磁能量。

9.滞后位表达式的物理意义。

$，，$ 表明，时刻场点处的标量位，不是决定于同一时刻的电荷分布，而是决定于较早时刻的电荷分布。换句话说，观察点的位场变化滞后于源的变化，所推迟的时间恰好是源的变化以速度传播到观察点所需要的时间。

10.写出电偶极子（远区场）的方向图因子，画出方向图并说明其特点。（4次）

$，$

方向图特点：最大幅射方向在垂直于电偶极子的方向，最小幅射方向平行于电偶极子的方向 $，$ ，在垂直于电偶极子的平面内为均匀幅射。

11.简述均匀波导中的电磁波具有什么传播特点，什么是波导的主模，什么是单模传输；在的矩形波导中，怎样才能实现单模传输。（2次）

传播特点：电磁波以一系列离散的模式传播，且只有截止频率低于工作频率的模式才能传播。

主模：截止频率最低的模式。

单模传输：当只有主模能传输而其他模式均处于截止时称为单模传输。

条件：

（主模是)（1次）

12.简述电偶极子幅射的远区场具有什么特点。(2次)

(1)远区场是辐射场，电磁波沿径向辐射。
(2)远区场是横电磁波(TEM 波)。
(3)远区场是非均匀球面波。
(4)远区场的振幅与成反比。
(5)远区场分布有方向性， $，$ 。

13.电流连续性方程能由麦克斯韦方程组导出吗？如果能，试推导之；若不能，请说明理由。

在两边同时取散度，得到

又由，可以得到。

14.在时变电磁场中是如何引入矢量位和的?和不唯一的原因何在？怎样才能使得和是唯一的？（2次）

由可以令，带入得到

可以令，即

原因：确定一个矢量场需要同时规定该矢量的散度和旋度，而只规定了矢量位的旋度，没有规定的散度。因此和不唯一。可以通过规定的散度来使得和唯一，例如：（洛伦兹条件）。

15.试说明为什么矩形波导中不能传输TEM波。试举例一个能传输TEM波的导波系统。（2次）

假如在波导内存在 TEM 波，由于磁场只有横向分量，则磁力线应在横向平面内闭合，这时就要求在波导内存在纵向的传导电流或位移电流。但是，因为是单导体波导，其内没有纵向传导电流。又因为 TEM波的纵向电场，所以也没有纵向的位移电流。

同轴波导可以传输TEM波。(1次）

为什么能传播TE波和TM波？（1次）

TE波和TM波都存在与磁力相交链的位移电流，所以矩形波导内能传输TE波和TM波。

16.电介质在电场的作用下会产生极化，出现宏观的极化电荷分布。证明不论电介质的形状如何，宏观极化电荷的总量始终等于零。

总的极化电荷量，

由散度定理有，故总电荷为0。

17.简要分析恒定电场与静电场之间的相同之处和不同之处。

相同之处：都是保守场，即，电荷分布都不随时间变化，即。

不同之处：与静电场不同，恒定电场是由电荷分布不随时间变化的运动电荷产生的电场，而不是静止电荷产生的电场。

18.分析取不同值时波导中电磁波的传播特性。（2次）

(1)当时，为虚数，可表示为，所以，表明电磁波在导波系统中是沿方向传播的行波，为相位常数；

(2)当时，为实数，所以成为衰减因子，电磁波在导波系统中沿方向按指数衰减，没有传播，导波系统处于截止状态；

(3)当时，，所以，电磁波也没有沿z方向传播，导波系统也处于截止状态。

19.静电场的电力线是不闭合的，为什么？在什么情况下电力线可以构成闭合回路，它的激励源是什么？（3次）

静电场的基本方程 $，$ 表明：静电场时有源（通量源）无旋场，静止电荷是产生静电场的通量源；电场线（线）从正的静电荷发出，终止于负的静止电荷，所以电场线的起点和中电不可能重合，电场线不能闭合。

在时变场的情况下，当不存在电荷时，变化的磁场也可以激发电场，此时电场线是闭合的，激励源是变化的磁场。

20.什么是电磁波的色散特性？分析电磁波中的色散特性与金属波导中的色散特性有何不同。（3次，主要考的导电媒质的色散特点及原因）

色散：电磁波的相速随频率改变。

不同点：导电媒质的色散是由于等效介电常数随频率变化引起的，属于非正常色散（频率增加，相速增加），金属波导的色散是由于波导装置的边界条件引起的，属于正常色散（频率增加，相速减小）。

21.什么是电磁波的全反射？分析电磁波在两种理想介质分界面上的全反射与在理想导体表面上的全反射有何不同。（2次）

全反射：反射系数的幅值等于1的电磁现象。

在理想导体表面上与入射角无关，无透射波。在两种理想介质分界面上，电磁波从光密介质入射到光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射，并且存在透射波。

22.静电场基本方程有微分和积分两种形式。写出这两种形式的基本方程，并简要说明这两种形式的基本方程有什么不同？

积分形式

微分形式

微分形式是关于点的方程，它描述的是空间任意一点处电磁场的局部变化规律与该点的源密度之间的关系，只适用于电磁场量可导的区域。积分形式描述的是电磁场量在空间区域上的规律，适用于任何情况。

23.什么是良导体？在良导体中电磁波有何传播特点？

良导体：良导体是指的媒质。

特点：

(1)电场磁场与传播方向之间相互垂直，仍然是横电磁波(TEM）；
(2)电场与磁场的振幅呈指数衰减；
(3)波阻抗为复数，电场与磁场不同相位；
(4)电磁波的相速与频率有关；
(5)平均磁场能量密度大于平均电场能量密度。

24.平行极化波斜入射到理想导体平面上时，合成波为，，试分析此合成波的传播特点。

(1)合成波沿平行于分界面的方向(即方向)传播，其相速
(2)合成波的振幅在垂直于导体表面的方向(即方向)上呈驻波分布，而且合成波磁场在 $，，，$ 处达到最大值；
(3)合成波是非均匀平面波;
(4)在波的传播方向(即方向)上不存在磁场分量，但存在电场分量，是横磁波(TM波)。

25.什么是TEM波？什么是均匀平面波？两者之间有什么关系？

TEM波：即电场强度和磁场强度都与波的传播方向垂直，这种波又称为横电磁波(TEM 波)。

26.电介质均匀极化与均匀电介质的极化这两个概念有何区别？其中可能出现什么样的极化（束缚）电荷分布？

电介质均匀极化：电介质内各点的极化强度矢量相同。

均匀电介质的极化：介电常数处处相等，不是空间坐标的函数的电介质在外电场作用下发生极化。

极化电荷只能存在于介质表面。

27.如图所示为一个天线阵模型，它由多个方向相同、等间隔排列在一条直线上的相同偶极子天线(即元天线)组成，空间任意点的合成场强与来自不同元天线的电磁场的强度和相位有关，所以各元天线的电流相位和辐射的电磁波到达场点所传播的距离将决定场强的合成。(1)根据合成场强与电磁波传播距离和相位的关系，定性分析当各偶极子电流的相位发生变化时对辐射场的最大辐射方向有何影响。(2) 如果希望偶极子排列方向(方向)为最大辐射方向，应如何调整各元天线电流的相位?

(1)由于空间任意点的电磁场的合成与来自不同的元天线电磁波的相位和强度有关，所以各元天线的相位及辐射的电磁波到达场点的距离将决定场强的合成。当改变各元天线的相位时，空间各点的合成场将随之发生变化。所以将引起天线阵方向图和最大辐射方向的改变。如果有规律的改变各元天线的相位，最大辐射方向也将有规律地变化，形成方向图扫描。 (2)如果希望偶极子的排列方向（方向）最大辐射方向，可根据各元天线的间距，适当调整各元天线的相位差，使得各元天线的辐射场在X方向同向叠加，即相位差为例如，各元天线相距为时，相位差可调整为。

28.什么是电磁波的全反射？两种理想介质的介电常数分别为和、磁导率分别为和，均匀平面波从介质1入射到介质2的分界平面上，简述均匀平面波在这两种介质分界面上产生全反射条件以及透射波的特点。

全反射：反射系数的幅值等于1的电磁现象。

条件：当光密介质入射到光疏介质（即）时，只要入射角大于全反射临界角（即，其中）

特点：透射波沿分界面方向传播，但振幅沿垂直于分界面的方向上按指数规律衰减（表面波）。

29.请简述何为均匀媒质，各向同性媒质、线性媒质、色散媒质。

均匀电介质：介电常数处处相等，不是空间坐标的函数。（非均匀电介质：介电常数是空间坐标的函数。）

各向同性电介质：电介质的极化强度矢量与电场强度矢量的方向相同，电极化率与电场强度的方向无关，称为各向同性电介质。（各向异性电介质：极化强度矢量的方向与电场强度矢量的方向不相同的电介质。）

线性电介质：电极化率的值与电场强度的大小无关的电介质称为线性介质。（非线性电介质：电极化率的值随电场强度的大小的不同而变化的电介质则称为非线性介质。）

色散媒质：电磁波的相速随频率变化的媒质。

以下是我查到的资料，我比较倾向于问的是电介质，因为书上有原话。

均匀媒质：媒质的性质处处相等，不是空间坐标的函数。

各向同性媒质：媒质的性质在各个方向都相同。

线性媒质：介质的性质是线性的。

色散媒质：电磁波的相速随频率变化的媒质。

30.请简述均匀平面波对理想介质分界面斜入射的全反射与全透射现象。

全反射是的现象，需要从光密介质入射到光疏介质，且入射角大于等于临界角，存在透射波，沿分界面传播，在垂直于分界面的方向上按指数规律衰减。

全透射：当平面波从媒质1入射到媒质2时，若反射系数等于0，则电磁功率全部透射到媒质2中，这种现象称为全透射。需要平行极化波以布儒斯特角入射，垂直极化波无此现象。

31.简要说明理想导体中不存在时变电磁场。

根据可知，在理想导体内部的电场强度矢量必定为零，否则，理想导体内部将出现电流密度为无限大的电流分布。由于导体内部，所以。再由麦克斯韦方程，可得到，这表明在理想导体中不存在随时间变化的磁感应强度。由于，所以在理想导体中也不存在随时间变化的磁场强度。由此可知，在理想导体中不存在随时间变化的电场和磁场。

32.时变电磁场的唯一性定理。

时变电磁场的唯一性定理指出：在以闭合曲面为边界的有界区域内，如果给定时刻的电场强度和磁场强度的初始值，并且在时给定边界面上的电场强度的切向分量或磁场强度的切向分量，那么，在时区域内的电磁场由麦克斯韦方程唯一地确定。

意义：唯一性定理指出了获得唯一解所必须满足的条件，为电磁场问题的求解提供了理论依据。

33.位移电流和传导电流有什么区别？在导电媒质和理想导体中是否都存在？

传导电流：由电荷定向运动产生，在导电媒质中存在，会产生焦耳热效应。

位移电流：由变化的电场产生，在真空、导电媒质、电介质中都能存在，不会产生焦耳热效应。

理想导体中只有传导电流，无位移电流。

34.什么是全透射？在两个介质分界面发生全透射的条件是什么，垂直极化波和平行极化波都能发生全透射吗？

全透射：当平面波从媒质1入射到媒质2时，若反射系数等于0，则电磁功率全部透射到媒质2中，这种现象称为全透射。

非磁性介质：

垂直极化波入射到两种非磁性媒质分界面上时，不会产生全透射现象。平行极化波以布儒斯特角入射发生全透射。

35.什么是表面波？

表面波：沿分界面方向传播，但振幅沿垂直于分界面的方向上按指数规律衰减，主要存在于分界面附近的波。（当发生全反射时透射波就是表面波，这时是非均匀平面波）

36.亥姆霍兹定理及其意义

亥姆霍兹定理：在有限的区域内，任一矢量场由它的散度、旋度和边界条件(即限定区域的闭合面上的量场的分布)唯一地确定，且可表示为

其中

意义：总结了矢量场的基本性质，表明了：

(1)矢量场可以用一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和表示。此标量函数由的散度和在边界上的法向分量完全确定；而矢量函数则由的旋度和在边界面上的切向分量完全确定:

(2)矢量场可以表示为一个无旋场和一个无散场之和。

(3))如果在区域内矢量场的散度与旋度均处处为0，则由其在边界面上的场分布完全确定;

37.写出库伦规范和洛伦兹条件并简述其应用场合。

库伦规范：

洛伦兹条件：

确定一个矢量场需要同时规定该矢量场的散度和旋度，只规定了矢量位的旋度，没有规定矢量位的散度。因此，通过适当地规定矢量位的散度，不仅可以得到唯一的和而且还可以使问题的求解得以简化。

以下整理从未考过的一些知识点、定理、概念，可以忽略，了解一下对概念可能会更清晰

什么是电荷守恒定律？

电荷守恒定律：电荷是守恒的，它既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。也就是说，在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和在任何物理过程中始终保持不变。

从任意闭合曲面穿过的恒定电流为0的原因

对于恒定电流，电流连续性方程为，表明从任意闭合曲面穿过的恒定电流为0，这是因为闭合曲面包围的体积内的电荷不随时间变化，总有部分表面上的电荷是从很内向外运动，而另一部分表面上电荷则是从外向内运动，这两部分电荷是大小相等的，所以从任意闭合曲面穿过的恒定电流为0。

什么是静电场？

静电场：空间位置固定、电量不随时间变化的电荷产生的电场，称为静电场。

真空中静电场的高斯定理的微分形式，其物理意义是什么？

物理意义：表明空间任意一点的电场强度的散度与该处的电荷密度有关，静电荷是静电场的通量源（散度源），电场线不是闭合曲线，起始于正电荷，终止于负电荷。

物理意义是什么？

将正电荷沿静电场中任一个闭合路径移动一周，电场力不做功。

什么是静磁场？

恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，或称为静磁场。

为什么两电流元之间的作用力一般不满足牛顿第三定律？

实际上不存在独立的恒定电流元。

磁通连续性原理的积分形式是什么？物理意义呢？

表明穿过任意闭合面的磁感应强度的通量为0，磁感应线是无头无尾的闭合线。（表明了自然界中无孤立磁荷存在）。

什么是自由电荷？

导体中的自由电子携带的电荷称为自由电荷。

什么是束缚电荷？

在绝缘介质中，电子与原子核结合的相当紧密，大部分电子被束缚在原子核周围，因此将绝缘介质中这种电荷称为束缚电荷。

什么是介质极化？

在电场力的作用下，介质中的束缚电荷只能做微小位移，这种现象称为介质极化。

什么是电介质，磁介质？

具有极化效应的物质。具有磁效应的物质。

什么是介质磁化？

在磁场力的作用下，电子的轨道运动和自旋形成的小环形电流会转动而有序排列的现象。

什么是极化电荷？

由于电介质的极化而出现的电荷称为极化电荷。

什么是极化强度矢量？

单位体积中的电偶极矩的矢量和。方向从负电荷指向正电荷，用表示。

什么是电介质中高斯定理的积分形式和微分形式？其分别是物理意义是什么？

，表明电位移矢量穿过任意闭合面的通量等于闭合面内总的自由电荷，而与极化电荷无关。，表明电介质内任一点的电位移矢量的散度等于该点的自由电荷体密度，即的通量源是自由电荷，电位移矢量线从正的自由电荷出发终止于负的自由电荷。需要指出的是，虽然电位移矢量的通量和散度都只与自由电荷有关，但不能认为电位移矢量只是由自由电荷产生的而与极化电荷无关。实际上，电位移矢量是由自由电荷和极化电荷共同产生的电场强度矢量以及极化强度矢量所决定的。（）

什么是各向同性电介质？各向异性电介质呢？

各向同性电介质：电介质的极化强度矢量与电场强度矢量的方向相同，电极化率与电场强度的方向无关，称为各向同性电介质。

各向异性电介质：极化强度矢量的方向与电场强度矢量的方向不相同的电介质。

什么是线性电介质？非线性介质呢？

线性电介质：电极化率的值与电场强度的大小无关的电介质称为线性介质。

非线性电介质：电极化率的值随电场强度的大小的不同而变化的电介质则称为非线性介质。

什么是均匀电介质？什么是非均匀电介质？

均匀电介质：介电常数处处相等，不是空间坐标的函数。

非均匀电介质：介电常数是空间坐标的函数。

什么是分子电流（束缚电流）？

通常可以忽略原子的自旋，将磁介质的每个分子(或原子)等效于一个环形电流，称为分子电流(或称为束缚电流)。

什么是进动？会产生什么结果？

分子磁矩为零的磁介质称为抗磁体，如金、银、铜等。当外加磁场时，电子除了自旋及轨道运动外还要围绕外加磁场产生运动这种运动方式称为进动。电子进动会产生与外加磁场方向相反的磁矩，使得介质中的磁场减弱。

什么是磁化强度矢量？

单位体积中分子磁矩的矢量和。

什么是均匀极化，均匀磁化呢？

电介质内各点的极化强度矢量相同。磁介质内各点的磁化强度矢量相同。

什么是顺磁体？抗磁体呢？

顺磁体：分子磁矩不为零的磁介质称为顺磁体。

抗磁体：分子磁矩为零的磁介质称为抗磁体。

欧姆定理的微分形式是什么？

什么是损耗功率密度？

单位体积的损耗功率，，此式为焦耳定律的微分形式。

什么是全电流定律？

即时变电磁场中的安培环路定理：

三大实验定理，两个基本假设。

库仑定律，安培力定律，法拉第电磁感应定律，涡旋电场假设和位移电流假设。

在时变情况下，麦克斯韦方程组中的两个散度方程并不是完全独立的，恒定磁场方程和静电场方程电场和磁场不再相关，彼此独立。

由边界条件可以知道，分界面存在自由面电流时，分界面上两侧的磁场强度矢量的切向分量不连续，为什么？

传导电流时磁场强度的漩涡源，分界面上的传导面电流在分界面上两侧产生的磁场强度矢量在切向上是相反的，所以不连续。

为什么有限值电导率不存在面电流分布？

若两种媒质的电导率均为有限值，则媒质内的传导电流密度也为有限值，于是，即电导率为有限值的两种媒质分界面上不存在面电5h--0流分布，因此有

为什么无论分界面是否存在面电荷分布，两侧的电场强度矢量的切向分量在分界面总是连续的？

在存在电介质的情况下，电场强度可以看作是自由电荷与极化电荷共同在真空中产生的，而分界面上的面电荷在两侧产生的电场强度矢量在切向方向上是相同的，所以无论分界面上是否存在面分布电荷，电场强度矢量的切向分量总是连续的。

为什么无论分界面是否存在面电流分布，两侧的磁感应强度矢量的切向分量在分界面总是连续的？

在存在磁介质的情况下，磁感应强度可看作是在真空中的传导电流和磁化电流所产生的，对于分界面上任一点 P处的面分布电流在点两侧产生的磁感应强度矢量只有切向分量，而其余地方的电流在点两侧产生的磁感应强度矢量在法线方向上是相同的，所以无论分界面上是否存在面分布电流，磁感应强度矢量的法向分量总是连续的。

由边界条件可以知道，分界面存在自由面电荷时，分界面上两侧的电位移矢量的法向分量不连续，为什么？

由于电位移矢量线的源是自由电荷，而分界面上的自由面电荷在分界面两侧产生的电位移矢量在法向方向上是相反的，所以电位移矢量的法向分量在分界面上不连续。

恒定电场中电荷体密度是多少？物理意义是什么？

，由此可见，在恒定电场中，只有非均匀导电媒质内才可能存在电荷分布，而均匀导电媒质内的电荷密度处处为零，电荷只能分布在媒质的分界面上。这是因为，导电媒质中的电荷密度是单位体积正电荷与负电荷的代数和，由于均匀导电媒质中任一点的正电荷密度与负电荷密度的大小是相等的，所以均匀导电媒质内没有电荷分布。

为什么导体内存在恒定电场时表面不是等位面？

由于导体内存在恒定电场，根据边界条件可知，在导体表面上的电场既有法向分量，又有切向分量，电场矢量并不垂直于导体表面，因而此时的导体表面不是等位面。

什么是静电比拟法？对偶关系？

对于欲求解的恒定电场问题，如果对应的具有相同边界形状的静电场问题的解为已知，则恒定电场的解便可利用上面的对偶关系直接写出无需重新求解，这个方法也称为静电比拟法。

$恒静，，，恒静$

分离变量法的基本思想。

基本思想是:把待求的位函数表示为几个未知函数的乘积，其中每一个未知函数仅是一个坐标变量的函数，代入偏微分方程进行变量分离，将原偏微分方程分离为几个常微分方程，然后分别求解这些常微分方程并利用边界条件确定其中的待定常数，从而得到位函数的解。唯一性定理保证了这种方法求出的解是唯一的。

数值法的基本思想。

数值法的基本思想是将所要求的整个连续分布的场域空间的场转换为所求解的场域空间中各个离散点上的场的集合。显然，离散点取得越多，对场分布的描述就越精确，但是计算量也越大。

有限差分法的基本思想。

有限差分法的基本思想是将场域划分成网格，把求解场域内连续的场分布用求解网格节点上的离散的数值解来代替，即用网格节点的差分方程近代替场域内的偏微分方程来求解

电磁能流密度矢量（坡印廷矢量）的物理意义。

其方向表示电磁能量的流动方向，其大小表示单位时间内穿过与能量流动方向相垂直的单位面积的电磁能量。

什么是时谐电磁场（正弦电磁场）？研究其的其意义是什么？

以一定角频率作时谐变化的电磁场，称为时谐电磁场或正弦电磁场。

在工程上，应用最多的是时谐电磁场。同时，任意的时变场在一定的条件下都可通过傅里叶分析方法展开为不同频率的时谐场的叠加。因此，研究时谐电磁场具有重要的意义。

欧姆损耗角正切的物理意义。

描述了导电媒质中的传导电流与位移电流的振幅之比。当（通常取）时，媒质中传导电流的振幅远远小于位移电流的振幅，因此称为弱导电媒质或良绝缘体。而当（通常取）时，媒质中传导电流的振幅远远大于位移电流的振幅，因此称为良导体。

什么是亥姆霍兹方程？

其中，。

根据的波面形状可以怎样分类电磁波。

根据电磁波的波面形状，可将电磁波分为平面波、柱面波和球面波。

均匀平面波并不实际存在，讨论其的实际意义是什么？

因为在距离波源足够远的地方，呈球面的波阵面上的一小部分就可以近似看作一个均匀平面波。

什么是相位常数？

表示单位距离的空间相位变化，称为相位常数，单位为。相位常数通常又用表示

什么是波阵面？

空间相位等于常数的点构成的曲面(即等相位面)称为波阵面。

什么是平面波？

对于沿正方向传播的均平面波，其波阵面是为常数的平面，故称为平面波。

什么是波数？

的大小也表示在的空间距离内所包含的全波数目。

什么是相速？

电磁波的等相位面在空间中的移动速度称为相位速度，或简称相速，以表示，单位是。

什么是波阻抗？本征阻抗（特性阻抗）？

是电场与磁场之比，具有阻抗的量纲，故称为波阻抗。

为什么均匀导电煤质中不存在自由电荷密度？

在均匀的导电媒质中，由可得到。因此可见，在均匀的导电媒质中，虽然传导电流密度，但不存在自由电荷密度，即。

传播常数相关。

称为传播常数，仍为一复数。令。式中第一个因子表示电场的振幅随传播距离的增加而呈指数衰减，因而称为衰减因子。则称为衰减常数，单位为 (奈培/米);第二个因子是相位因子，称为相位常数，其单位为(弧度/米)。

什么是色散煤质？非色散煤质呢？

色散媒质：若电磁波在媒质中传播的相速随频率改变，则称该媒质为色散媒质。

非色散媒质：若电磁波媒质中传播的相速与频率无关，则称该媒质为非色散媒质。

（导电煤质是色散煤质）

什么是趋肤效应？趋肤深度的定义是什么？

良导体中的电磁波局限于导体表面附近的区域，这种现象称为趋肤效应。工程上常用趋肤深度(或穿透深度)来表征电磁波的趋肤程度。其定义为电磁波的幅值衰减为表面值的 (或)时电磁波所传播的距离。

为什么高频电阻大于低频或直流电阻？

在良导体中，电磁波的趋肤深度随着波频率媒质的磁导率和电导率的增加而减小。在高频时，良导体的趋肤深度非常小，以致在实际中可以认为电流仅存在于导体表面很薄的一层内，这与恒定电流或低频电流均匀分布于导体的横截面上的情况不同。在高频时，导体的实际载流截面减小了因而导体的高频电阻大于直流或低频电阻。

什么是表面电阻？

表示厚度为的导体每平方米的电阻。称为导体的表面电阻率，简称为表面电阻。

如何计算良导体表面的电场？每单位表面平均损耗功率？

良导体表面的电场等于表面电流密度乘以表面阻抗。。

什么是群速？

包络波上任一恒定相位点的推进速度。

群速与相速的关系。

可得。

,即相速与频率无关,此时,即群速等于相速,称为无色散; ,即相速随着频率升高而减小,此时,即群速小于相速。这种情况称为正常色散; ,即相速随着频率升高而增加,此时,即群速大于相速。这种情况称为反常色散。

什么是电磁波的极化？具有什么物理意义？

在空间任意给定点上,合成波电场强度矢量的大小和方向都可能会随时间变化,这种现象称为电磁波的极化。

两线极化波合成线极化波，圆极化波的条件是什么？

任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波,当它们的相位相同或相差为时其合成波为线极化波。任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波,当它们的振幅相等且相位差为时,其合成波为圆极化波。

什么是驻波？

合成波在空间没有移动,只是在原来的位置振动,故称这种波为驻波。

什么是反射系数？什么是透射系数？

定义反射波电场振幅与入射波电场振幅的比值为分界面上的反射系数,用表示。

定义透射波电场振幅与人射波电场振幅的比值为分界面上的透射系数,用表示。

什么是半波损失？

当,时,反射系数,这时反射波电场与人射波电场在分界上的相位差为,对应于相差半个波长,这种现象称为半波损失。

什么是行驻波？

这种既有行波成分又有驻波成分的波称为混合波,或称为行驻波。

什么是入射平面？什么是垂直极化波？什么是平行极化波？

在斜入射的情况下,将入射波的波矢量与分界面法线矢量构成的平面称为入射平面。

若入射波的电场垂直于入射平面,则称为垂直极化波。

若入射波的电场平行于入射平面,则称为平行极化波。

什么是垂直极化波和水平极化波？

在工程上,常将垂直于大地的直线极化波称为垂直极化波,而将与大地平行的直线极化波称为水平极化波。

什么是斯耐尔反射定律？斯耐尔折射定律？折射率？

反射角等于入射角,这就是电磁波的反射定律,称为斯耐尔反射定律。

斯耐尔折射定律：。

分别为介质 1和介质2的折射率。

什么是斜滑入射（掠入射）？

当人射角时,这种情况称为斜滑入射或掠入射。

讨论全反射时的极化方式。

当发生全反射时,垂直极化波和平行极化波的反射系数有不同的幅角，反射波的垂直分量与平行分量的相位差为。若入射角等于临界角,可得到，如果人射波是线极化波,则反射波也是线极化波;若人射角大于临界角,则,反射波的极化与入射波的极化不同。

什么是透入深度？

幅衰减为表面处的，称为透人深度。

垂直极化波斜入射到理想导体表面时的特点。

(1)合成波沿平行于分界面的方向(即方向)传播，其相速
(2)合成波的振幅在垂直于导体表面的方向(即方向)上呈驻波分布，而且合成波磁场在 $，，，$ 处为0；
(3)合成波是非均匀平面波;
(4)在波的传播方向(即方向)上不存在磁场分量，但存在电场分量，是横电波(TE波)。

平行极化波斜入射到理想导体表面时的特点。

什么是模式简并？

对于相同的一组和取值，模和模的截止波数相同，这种现象称为模式的简并。

什么是管壁电流？

当波导中存在电磁波时,由于磁场的感应,在波导内壁上会产生感应面电流,即波导的传导电流。设波导壁由理想导体构成,因此,该电流为面分布,称为管壁电流。

该封面图片由Mirosław Gierlach在Pixabay上发布