（总学分：4  总上课时数：64  上机时数：0）

东南大学生物科学与医学工程学院

一、课程的性质与目的

波动是自然界（包括人类社会）中涉及最为广泛的基本现象。借助于声波的经典听诊器，现代的超声医学，放射医学以及核医学和影像医学，无一不是和波动紧密相联。本课程是生物医学工程专业必修的一门主要的专业基础课。本课程的教学目的，是使学生在学习了数学分析和大学物理的基础上，进一步理解波动现象的基本规律，掌握分析波动现象的基本原理和方法，培养和训练解决生物医学工程中波动问题的能力，为后续专业课程学习以及进行有关的工程设计和科研打下基础。

二、课程内容的教学要求

（1）场论：掌握场的概念，场的计算方法；熟记重要的矢量恒等式，基本定理和运算法则。

（2）力学方程组导出波动方程：理解并掌握流体、固体和电磁力学方程组，方程组的物理意义；掌握由力学方程组导出波动方程的方法。

（3）相似性原理：理解相似性原理的意义。掌握分析不同物理对象和模型的共通性的思想和方法。

（4）边界条件与波方程的解：掌握流体、固体和电磁边界条件。能够求解简单边界的波动方程。

（5）平面波：掌握波的传播，反射，透射，相干，色散，波阻抗，波的能量，多普勒现象，惠更斯原理等基本概念的定义和表达形式。

（6）导波与谐振腔：掌握传输线基本方程的导出，传输线基本参数的定义即表达；掌握可分离变量均匀截面波导和谐振腔问题的解法；掌握和理解波导模式，波导本征方程，色散的概念和基本算法。

（7）波辐射和接受：掌握波辐射器，天线的模型，天线、辐射器的基本参量，辐射方向图定义和基本算法。掌握和理解互易原理，会在接受器模式分析中应用互易原理。

（8）衍射和散射：掌握衍射和散射的概念，掌握运用边界匹配方法求解衍射和散射问题。。

（9）媒质对波的吸收：掌握和理解媒质对波的吸收机理。能够熟练应用能量守恒和转移的基本原则。

（10）非线性波：理解非线性波产生的机制，掌握运用基本的微扰法解非线性问题。理解和熟记非产生谐波的基本现象。

三、上机实习要求

利用MatLab工具包求解和计算波动问题。能根据具体问题的要求调用和编写相应的计算程序。掌握和应用MatLab的图像工具软件，能够绘制二维和三维场图。（不安排上机课时。通过例题讲解和图示演示MatLab工具包的应用。学生通过作业达到上机要求。） 

四、能力培养的要求

1. 分析能力的培养：主要是对具体的机械波和电磁波系统进行分析，构建数学物理模型的能力的培养。

2. 计算能力的培养：要求学生通过本课程的学习，具备对基本波动问题求解数理方程的能力；相量计算，矢量运算的能力，具有基本的使用MatLab工具包的能力。

3. 自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。

4. 表达能力的培养：主要是通过作业和讨论，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路、步骤和方法的能力。

5. 创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法，以及对问题进行简化和举一反三的能力。

五、建议学时分配

六、考核方式

总评成绩＝平时成绩（包括作业）＋期末考试成绩 

平时成绩占20％

期末考试成绩占80％

七、教材及参考书

1． 杜功焕、朱哲民、龚秀芬著.声学基础（第二版）.南京大学出版社，2001

2． 郑钧著.电磁场与波.上海交通大学出版社，1983

3． Jin Au Kong. Electromagnetic Wave Theory (Volume. 1). 高等教育出版社，2002