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电磁场理论与微波技术-课后习题答案.pdf
电磁场理论与微波技术-课后习题答案.pdf
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电磁场理论与微波技术_课后习题答案
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1-1
试证明两个空间矢量
和矢量
之
间的夹角
Θ
的余弦为
解:矢量
,
矢量
,
所以
)
,
,
(
1
1
1
1
ϕ
θ
r
r
)
,
,
(
2
2
2
2
ϕ
θ
r
r
)
cos(
sin
sin
cos
cos
cos
2
1
2
1
2
1
ϕ
ϕ
θ
θ
θ
θ
Θ
−
+
=
{
}
1
1
1
1
1
1
1
1
1
cos
sin
sin
cos
sin
θ
ϕ
θ
ϕ
θ
r
r
r
,
,
r
{}
2
2
2
2
2
2
2
2
2
cos
sin
sin
cos
sin
θ
ϕ
θ
ϕ
θ
r
r
r
,
,
r
,
cos
2
1
2
1
Θ
r
r
=
•
r
r
12
12
12
1
2
1
2
1
2
12
1
2
1
2
rr
cos
cos
cos
sin
sin
(cos
cos
sin
si
n
)
os
cos
sin
sin
cos(
)
rr
c
θ
θθ
θ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
θθ
θ
θ
ϕ
ϕ
•
Θ=
=+
+
=+
−
z
z
y
y
x
x
r
r
r
r
r
r
r
r
2
1
2
1
2
1
2
1
+
+
=
•
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1/55
1-2
设
,试证
,
。
当用算符作用在
R
或
1/
R
上时,结果为
。
解:
()
(
)
(
)
2
2
2
z
z
y
y
x
x
R
′
−
+
′
−
+
′
−
=
R
R
R
=
∇
3
1
R
R
R
−
=
∇
∇
′
−
=
∇
xx
12
(
)
12
(
)
12
(
)
R
ee
e
e
e
e
22
2
yz
y
z
RR
R
x
x
y
y
z
z
R
xy
z
R
R
R
R
′
′′
∂∂
∂
−
−
−
∇
=+
+
=
+
+
=
∂∂
∂
3
3
3
3
)
(
2
2
1
)
(
2
2
1
)
(
2
2
1
1
R
R
z
z
R
y
y
R
x
x
R
z
y
R
e
e
e
x
−
=
′
−
−
′
−
−
′
−
−
=
∇
xx
12
(
)
12
(
)
12
(
)
R
ee
e
e
e
e
22
2
yz
y
z
RR
R
x
x
y
y
z
z
R
x
yz
R
R
R
R
′
′′
∂∂
∂
−
−
−
′
∇
=+
+
=
−
−
−
=
−
′′
′
∂∂
∂
3
3
3
3
)
(
2
2
1
)
(
2
2
1
)
(
2
2
1
1
R
R
z
z
R
y
y
R
x
x
R
z
y
R
e
e
e
x
=
′
−
+
′
−
+
′
−
=
∇
′
结果为
。很明显,这只是对
R
的函数作用才有此
结果,对别的函数作用要另外考虑。
∇
′
−
=
∇
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2/55
1-4
已知
在(
2
,
0
,
3
)
计算
和
解:柱坐标系下
或者(
5
,
0
,
0
)矢量
ϕ
ϕ
sin
10
cos
10
2
Z
e
r
B
r
+
=
−
B
•
∇
B
×
∇
z
a
a
a
a
z
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
=
•
∇
ϕ
ρ
ρ
ρ
ρ
ϕ
ρ
1
)
(
1
4
)
3
,
0
,
2
(
2
2
15
cos
20
cos
10
−
−
−
−
=
−
=
•
∇
∴
e
e
r
e
B
r
r
ϕ
ϕ
]
)
(
[
)
(
)
(
ϕ
ρ
ρ
ρ
ρ
ϕ
ρ
ρ
ϕ
ρ
ϕ
ϕ
ρ
∂
∂
−
∂
∂
+
∂
∂
−
∂
∂
+
∂
∂
−
∂
∂
=
×
∇
a
a
e
a
z
a
e
z
a
a
e
a
z
z
z
r
z
r
e
r
r
B
r
5
sin
10
cos
10
)
3
,
0
,
2
(
2
=
+
=
×
∇
−
ϕ
ϕ
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3/55
2-1
两无限大相互平行的理想
导体平板,间距为
a
,其间存
在一随时间变化的电场。当取其中一块板为
平面
时,电场强度为
式中
c
是光速。试求
a.
磁感应强度
B
b.
导电板上的面电荷密度
c.
导电板上的面电流密度
解:
a
.
满足在
z=0,
和
z=a
面上的边界条
件,
0
=
z
x
a
ct
a
z
A
e
E
π
π
cos
sin
=
x
a
ct
a
z
A
e
E
π
π
cos
sin
=
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4/55
由
Maxwell
方程可作运算:
式中积分常数因与时间无关,系静磁场,所以令其为零。
b.
在
z=
0
,
和
z=a
面上
,
由边界条件
c.
由边界条件
由
1
指向
2
,
在
z=
0
面上
,
a
ct
a
z
c
A
a
ct
a
ct
a
z
c
A
a
ct
a
z
a
A
a
ct
a
z
A
z
t
π
π
π
π
π
π
π
π
π
π
sin
cos
d
cos
cos
cos
cos
cos
sin
y
y
y
y
e
e
B
e
e
B
E
−
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
∂
∂
=
∂
∂
−
=
×
∇
∫
0
0
=
=
ε
σ
n
f
E
n
n
f
e
H
H
e
k
,
)
(
1
2
−
×
=
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=
×
−
=
=
=
=
=
a
ct
c
A
a
ct
a
z
c
A
z
π
μ
π
π
μ
μ
sin
sin
cos
0
0
0
0
1
0
2
x
y
z
f
z
n
e
e
e
k
H
,
B
H
,
e
e
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