高等電磁場(chǎng)理論是研究生專業(yè)核心課程,是本科電磁場(chǎng)理論課程的深化和拓展。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性,提高教學(xué)效果,在課堂教學(xué)中盡可能地采用物理模型、物理現(xiàn)象對(duì)概念和公式進(jìn)行講解,從而使學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)理論的概念理解可以更加深刻、更加物理。通過(guò)初步實(shí)踐該課堂教學(xué)方法,發(fā)現(xiàn)該教學(xué)方法能提高教學(xué)質(zhì)量。 

【文章來(lái)源】：教育教學(xué)論壇. 2019,(24)

【文章頁(yè)數(shù)】：2 頁(yè)

【部分圖文】：

均勻矩形波導(dǎo)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(guò)將均勻矩形波導(dǎo)中的波傳播問(wèn)題分解成兩個(gè)方向的平面波，然后針對(duì)平面波進(jìn)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(chǎng)方程分解成兩個(gè)方向的平面波，然后再進(jìn)行分析的方法。另外還有一種直接用鏡像原理進(jìn)行等效，直接分析的方法。首先假設(shè)一個(gè)波導(dǎo)截面，電場(chǎng)在Y方向上沒(méi)有變化，因此我們可以忽略波導(dǎo)的頂部和底部，將波導(dǎo)簡(jiǎn)化成為間距為a的兩塊金屬板，波導(dǎo)中存在激勵(lì)S0。[3]應(yīng)用鏡像原理，即可將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為其中，當(dāng)r2-r0=λ0/2，sinθ=λ0/2a時(shí)，相位是同相的，幅度疊加。這時(shí)波導(dǎo)波長(zhǎng)即可通過(guò)投影的方法用三角函數(shù)進(jìn)行表示，例如λg=λ0/cosθ。這種通過(guò)物理現(xiàn)象和物理意義進(jìn)行講解的方法還可以在別的知識(shí)點(diǎn)中應(yīng)用。例如均勻矩形波導(dǎo)中的截止現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，課堂教學(xué)時(shí)講解截止頻率一般解釋為kz=0時(shí)，截止波數(shù)kc對(duì)應(yīng)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(zhǔn)，但學(xué)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(shí)有sinθ=λ/2a，這時(shí)，我們就可以畫出一個(gè)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(nèi)作內(nèi)接三角形，這時(shí)一條直角邊恰好是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，如果直角邊取半波長(zhǎng)時(shí)可以形成圓形內(nèi)接三角形，則該波長(zhǎng)的電磁波可以在波導(dǎo)中傳播，反之則是截止的。該直角邊與斜邊的夾角即為波導(dǎo)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(dǎo)進(jìn)行教學(xué)。二、結(jié)束語(yǔ)對(duì)理論性較強(qiáng)且應(yīng)用面很廣的專?

子技術(shù)及高頻電路等[2]，教師局限于自身的知識(shí)面，課堂講授內(nèi)容很難覆蓋那么廣的領(lǐng)域，較好的教學(xué)方法是將底層的物理原理講透，這有助于適應(yīng)不同知識(shí)背景、不同理論基儲(chǔ)不同應(yīng)用方向?qū)W生的需求。參考文獻(xiàn)：[1]朱安福.“電磁場(chǎng)與電磁波”課程教學(xué)實(shí)踐與探討[J].中國(guó)電力教學(xué),2013,(26):45-46.[2]Jian-MingJin,TheoryandComputationofElectromagneticFields[M].JohnWiley&Sons,Inc.,2015.[3]RichardFeynman,RobertB.TheFeynmanlecturesonphysics.PearsonEducation,Inc.,1989.圖2簡(jiǎn)化的波導(dǎo)模型圖3對(duì)簡(jiǎn)化的波導(dǎo)模型應(yīng)用鏡像原理的結(jié)果圖4均勻矩形波導(dǎo)中截止時(shí)波長(zhǎng)與波導(dǎo)尺寸的關(guān)系-125-

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“電磁場(chǎng)與電磁波”課程教學(xué)實(shí)踐與探討[J]. 朱安福.  中國(guó)電力教育. 2013(26)



本文編號(hào)：3240641