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教學時程


本頁翻譯進度

燈號說明

翻譯:盧盈君(簡介並寄信)
編輯:侯嘉玨(簡介並寄信)

這個時程表列出了課堂講授(以L表示)和複習課程(以R表示)所涵蓋的主題,以及每一堂課所指定閱讀的功課。閱讀的內容選自指定的課本,由Staelin、Morgenthaler和Kong所著的《電磁波》,還有課堂講授和複習課程的講稿。

This calendar shows the topics covered during lectures (L) and recitations (R), along with the assigned readings for each session. The reading assignments are from the course textbook, Electromagnetic Waves, by Staelin, Morgenthaler, and Kong, as well as from the lecture and recitation notes.


電磁學及應用
002年秋季班
6.013 - Electromagnetics and Applications
Fall 2002

無線通訊
Wireless Communications

課程單元 課/複習課 閱讀資料
1 複習向量、∇、 ×、 •、 e、立體角等等
Review of vectors, ∇, ×, •, e, steradians, etc.
R1 附錄A、B
Appdx A,B
2 能量守恆、功率、G(θ,Φ), Ae, Rr, VTh,、射頻聯結
Conservation of energy, power, G(θ,Φ), Ae, Rr, VTh, r.f. links
L1 (PDF) L1 講稿
L1 Notes (PDF)
3 射頻聯結的例證、平方原理感測器、E=hf、光學的例證
RF link examples, square-law detectors, E = hf, optical examples
R2 (PDF) R2 講稿
R2 Notes (PDF)
4 馬克士威方程式、E、H、均勻平面波、示範實驗:UPW影片
Maxwell's equations (t), E, H, uniform plane waves; DEMO UPW movie
L2 (PDF) 1.1-3
5 波印廷定理推導(時域)、UPW的例證
Poynting Theorem derivation (time), UPW example
R3 1.6
6 電荷p、靜態電流J、動態(時變的)電流J產生的輻射;示範實驗:耦極的影片
Radiation by charges p, current J: static, dynamic (t); DEMO dipole video
L3 (PDF) 2.1-2
7 複數、相子(相量運算子)、馬克士威方程式、波印廷定理、輻射
Complex numbers, phasors, Maxwell's equations, Poynting theorem, radiation
R4 附錄A,1.6與2.2
Apdx A, 1.6, 2.2
8 電流元素所產生的輻射;近場和遠場;場形;示範實驗:陣列影片
Radiation by current elements, near & far fields, patterns; DEMO array movies
L4 (PDF) 2.3, 9.2<414
9 陣列產生的輻射、狹縫(射頻和光學的)、G(θ)
Radiation by arrays, slits (r.f. and optical), G(θ)
R5 2.4, 9.4<428
10 接收天線:偶極和線圈誘導的VTh、d<< λ/2Π、G = 4Π A/λ2、鏡像
Receiving antennas: VTh induced in dipoles and loops; d<< λ/2Π, G = 4Π A/λ2, mirror images
L5 (PDF) 9.4第430-6,9.5頁
9.4 p430-6, 9.5
11
Diffraction from apertures (transmission and reception)

R6

9.8 <> 474-5
12 狹縫繞射(發送和接收)
Examples: arrays, frequency reuse, satellites, multipath; DEMO laser diffraction
L6 (PDF) L6 Notes (PDF)
13 例證:陣列、頻率的重複使用、衛星、多重路徑、示範實驗:雷射繞射
Link examples: communications
R7 9.4第430-6頁(9.7)9.8
9.4 p430-6(9.7)9.8

介質與邊界
Media and Boundaries

課程單元 課/複習課 閱讀資料
14 介質中的電磁場、單晶軸介質、QWP、示範實驗:受壓介質
Electromagnetic fields in media, uniaxial media, QWP; DEMO stressed media
L7 (PDF) 3.1-3
15 電漿、耗損介質、表皮深度
Plasmas, lossy media, skin depth
R8 3.4, 3.6<103
16 積分形式的馬克士威方程式、邊界條件、σ = ∞、示範實驗:介質中的波影片
Integral Maxwell's equations, boundary conditions, σ = ∞ DEMO waves-in-media movies
L8 (PDF) 4.1-2<132
17 舉例:介質、以介質傳播的通訊鏈結、推導2個正弦波的vp和 vg
Examples: media, communications links involving media. Derive vp, vg for 2 sines
R9 3.5
18 k•r, 相位匹配、NUPW、斯乃爾定律、示範實驗:雷射和稜鏡、散射影片
k•r, phase matching, NUPW, Snell's law, DEMOS: laser and prism; dispersion movies
L9 (PDF) 4.3<151
19 平面邊界的TE、由二元性推導TM的情況、Brewster角、示範實驗:Brewster角
TE at planar boundary, TM by duality, Brewster's angle; DEMO Brewster's angle
R10 4.3

電路學
Circuits

課程單元 課/複習課 閱讀資料
20 柯西荷夫電壓電流定律、電壓定律、靜磁、鬆弛
Kirchoff's current, voltage laws, electroquasistatics, relaxation
L10 (PDF) L10 講稿 (PDF)
L10 Notes (PDF), 3.4<88;95-6
21 卜瓦松、重疊原理;例證、電阻R、電容C
Poisson, superposition; examples, resistors R, capacitors C

R11
R11講稿 (PDF)
Rec 11 notes (PDF), 4.2R<9
22 電感:導線、螺線管、螺線環、L、R、Q、示範實驗:8.2.1螺線管附近的H場
Inductors: wires, solenoidal, toroidal, L, R, Q; DEMO 8.2.1 H near solenoid
L11 (PDF) L11 講稿 (PDF)
L11 Notes (PDF)
23 轉換器:空氣、鐵、不完全耦合、B-H關係曲線、記憶體;示範實驗:1.6.1、1.9.4.1
Transformers: air, iron, imperfect coupling, B-H curves, memory; DEMO 1.6.1, 9.4.1

R12

L11 講稿 (PDF)
L11 Notes (PDF), 其他
other
24 假日 – 不上課
HOLIDAY - NO CLASS
- -
25 測驗複習(範圍到第十九堂課)
QUIZ REVIEW (up through Session 19)
- -
- 測驗一(範圍到第十九堂課)
QUIZ 1 (Covers through Session 19)
- -

馬達、發電機、微機電系統、與電力傳輸
Motors, Generators, MEMS, and Power Transmission

課程單元 課/複習課 閱讀資料
26 作用在電子束上的羅倫茲力、電容盤、∂w/ ∂z;產生的力、發電機和感測器
Lorentz forces on e-beams, C plates, force from ∂w/ ∂z; generators and sensors
R13 R13講稿 (PDF)
R13 notes (PDF)
27 磁力:電子光學、馬達和發電機、霍爾效應、示範實驗:E/H作用力影片
Magnetic forces: electron optics, motors and generators, Hall effect DEMO E/H force movie
L12 (PDF) L12講稿 (PDF)
L12 notes (PDF)
28 例證:以系統能量的導數計算作用力、馬達、發電機
Examples: force via system energy derivatives, motors, generators
R14 R14講稿
R14 notes
29 磁阻馬達、永久磁鐵、與電磁波作用力
Reluctance motors, permanent magnets, wave forces
L13 (PDF) L13講稿 (PDF)
L13 notes (PDF)
30 螺線管;電力與磁力的例證、馬達和發電機
Solenoids; examples of electric and magnetic forces, motors and generators

R15
L12-3講稿
L12-3 notes

計算速度的極限
Limits to Computation Speed

課程單元 課/複習課 閱讀資料
31 元件和線路延遲;TEM平行版線路、電報員方程式(譯者按:即TEM傳輸線方程式);示範實驗:螢光
Device and line delays; TEM parallel-plate line, telegraphers' eqn.; DEMO fluorescent
L14 (PDF) 5.1-2
32 TEM暫態、圖解法
TEM transients, graphical solution
R16 5.5, 6.5<267
33 暫態:戴維寧等效電路;電感、電容、二極體負載;示範實驗:暫態影片
Transients: Thevenin equivalent; L, C, diode loads; DEMO transient movies
L15 (PDF) 6.5, 267-273
34 暫態:起始條件、解析表示式、例證
Transients: initial conditions, analytic expressions, examples
R17 6.5>273

微波通訊、雷達
Microwave Communications, Radar

課程單元 課/複習課 閱讀資料
35 應用、廣義TEM線、Z(z)、示範實驗: Z(z)=f(Zo)影片 (+史密斯圖)
Applications, Generalized TEM line, Z(z) DEMO Z(z)=f(Zo) movie (+ Smith)
L16 (PDF) L16講稿
L16 notes, 6.1
36 伽瑪平面、史密斯圖、電壓駐波比
Gamma plane, Smith chart, VSWR
R18 6.3<243
37 史密斯圖、Yn(z), λ/4轉換器, 短線調整器; 示範實驗:影片 V, I(z,t) λ/4, 短線+ 史密斯圖
Smith chart, Yn(z), λ/4 transformer, stub tuner; DEMO movie V, I(z,t) λ/4, stubs + Smith
L17 (PDF) 6.3>243
38 RLC 共振腔、並聯、串聯、Δω, a, QL, QI, QE、耦合
RLC resonators, series, parallel, Δω, a, QL, QI, QE, coupling

R19

8.4
39 TEM共振腔、we(t), wm(t), Q, Δω, 例證、示範實驗:V,I(z,t), W(z,t), 耦合;影片
TEM resonators, we(t), wm(t), Q, Δω, examples DEMO V,I(z,t), W(z,t), coupled; movie
L18 (PDF) 8.5
40 測驗複習
QUIZ REVIEW
- -
- 測驗二
QUIZ 2
- -
41 TE 、TM平行板波導、kx, ky, E, H, λg、示範實驗:影片
TE, TM parallel plate waveguide, kx, ky, E, H, λg DEMO movies
R20 7.1
42 TE10 模態、系統例證、雷達、遙控感測、示範實驗:Js(x,z)等影片
TE10 mode, system examples, radar, remote sensing DEMO Js(x,z), etc. movie
L19 (PDF - 1 MB) 7.4第450-2頁
7.4, p450-2
43 例證:TEM調整與共振腔
Examples: TEM tuning and resonators
R21 8.5

聲學
Acoustics

課程單元 課/複習課 閱讀資料
44 聲波、邊界條件、反射、和波導、示範實驗:p, u(x,z,t)影片
Acoustic waves, boundary conditions, reflections, and waveguides DEMO p, u(x,z,t) movie
L20 (PDF) 10.1-2,4,6
45 音訊傳輸線、匹配、舉例
Acoustic transmission lines, matching, examples
R22 10.5
46 音訊共振腔及天線、示範實驗:音樂調性
Acoustic resonators and antennas DEMO: keys
L21 (PDF - 1 MB) 10.7-9
47 聲學例證
Acoustic examples
R23 10

光通訊
Optical Communications

課程單元 課/複習課 閱讀資料
48 光纖、應用、介電質平板波導、示範實驗:μW纖維
Fiber optics, applications, dielectric slab waveguide DEMO: μW fiber
L22 (PDF) L22講稿(PDF),7.2
L22 notes (PDF), 7.2
49 被動光學元件
Passive optical devices

R24
R24講稿 (PDF)
R24 notes (PDF)
50 雷射、示範實驗:四級雷射影片
Lasers DEMO 4-level laser movie
L23 (PDF) L23講稿 (PDF)
L23 notes (PDF)
51 例證、光學零件和系統
Examples, optical components and systems
R25 R25講稿 (PDF)
R25 notes (PDF)