高等電磁場理論是研究生專業(yè)核心課程,是本科電磁場理論課程的深化和拓展。為了提高學生學習該課程的積極性,提高教學效果,在課堂教學中盡可能地采用物理模型、物理現(xiàn)象對概念和公式進行講解,從而使學生對電磁場理論的概念理解可以更加深刻、更加物理。通過初步實踐該課堂教學方法,發(fā)現(xiàn)該教學方法能提高教學質量。 

【文章來源】：教育教學論壇. 2019,(24)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

均勻矩形波導中波的彈跳現(xiàn)象[2]傳播方向與Z軸的夾角為arccos（k/k）

%2姨>C由投影知群速度為vg=Ccosθ=C1-（kc/k）%2姨以上通過將均勻矩形波導中的波傳播問題分解成兩個方向的平面波，然后針對平面波進行分析，使用投影的方法即可求得相速度和群速度。這是一種先使用歐拉公式，將模式場方程分解成兩個方向的平面波，然后再進行分析的方法。另外還有一種直接用鏡像原理進行等效，直接分析的方法。首先假設一個波導截面，電場在Y方向上沒有變化，因此我們可以忽略波導的頂部和底部，將波導簡化成為間距為a的兩塊金屬板，波導中存在激勵S0。[3]應用鏡像原理，即可將問題轉化為其中，當r2-r0=λ0/2，sinθ=λ0/2a時，相位是同相的，幅度疊加。這時波導波長即可通過投影的方法用三角函數(shù)進行表示，例如λg=λ0/cosθ。這種通過物理現(xiàn)象和物理意義進行講解的方法還可以在別的知識點中應用。例如均勻矩形波導中的截止現(xiàn)象。一般來說，課堂教學時講解截止頻率一般解釋為kz=0時，截止波數(shù)kc對應的頻率，即為截止頻率（fc）mn=（kc）mn/（2εμ%姨）。這種公式化的描述雖精準，但學生不容易理解和記憶。這里，我們繼續(xù)從圖3中觀察得到，截止時有sinθ=λ/2a，這時，我們就可以畫出一個圓形，如圖4所示，圖中圓形直徑為a，以直徑為一邊在圓形內作內接三角形，這時一條直角邊恰好是半波長的整數(shù)倍，如果直角邊取半波長時可以形成圓形內接三角形，則該波長的電磁波可以在波導中傳播，反之則是截止的。該直角邊與斜邊的夾角即為波導中彈跳現(xiàn)象中的平面波傳播方向與z方向的夾角。這樣就用更加物理的思維和方法解釋了截止現(xiàn)象，避免單一地使用公式推導進行教學。二、結束語對理論性較強且應用面很廣的專?

子技術及高頻電路等[2]，教師局限于自身的知識面，課堂講授內容很難覆蓋那么廣的領域，較好的教學方法是將底層的物理原理講透，這有助于適應不同知識背景、不同理論基儲不同應用方向學生的需求。參考文獻：[1]朱安福.“電磁場與電磁波”課程教學實踐與探討[J].中國電力教學,2013,(26):45-46.[2]Jian-MingJin,TheoryandComputationofElectromagneticFields[M].JohnWiley&Sons,Inc.,2015.[3]RichardFeynman,RobertB.TheFeynmanlecturesonphysics.PearsonEducation,Inc.,1989.圖2簡化的波導模型圖3對簡化的波導模型應用鏡像原理的結果圖4均勻矩形波導中截止時波長與波導尺寸的關系-125-

【參考文獻】：
期刊論文
[1]“電磁場與電磁波”課程教學實踐與探討[J]. 朱安福.  中國電力教育. 2013(26)



本文編號：3240641