- 開講元
- 物理学系
- 担当教員名
- 石塚 大晃
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 火3-4(WL2-201(W621)) 金3-4(WL2-201(W621))
- クラス
- -
- 科目コード
- PHY.E205
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2023年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2023年3月20日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
電磁気学は、電場と磁場を基本的な場とし、場を生成し、場から力を受ける電荷，電流とその運動を取り扱う。場の方程式は時間と空間の微分を含む場の微分方程式で、これを数学的に扱うにはベクトル解析の数学的手法を多用する。本講義では、ベクトル解析とその論理を丁寧に用いて、電磁気学の総合的体系を学ぶ。具体的な問題を通して、マクスウェル方程式の物理的意味を体感することがねらいである。
到達目標
電磁気学基礎で学んだ電磁気現象を、電磁場のベクトル解析を用いて計算できるようにして、マクスウェル電磁気学の体系、その理論の本質的構造を理解する。
キーワード
電場、磁場、マクスウェル方程式
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
講義資料と板書により概念を説明する。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | ガウスの定理とストークスの定理 | ベクトル解析を習得する |
| 第2回 | 真空中のマクスウェル方程式 | マクスウェル方程式の基礎的事項を習得する |
| 第3回 | 電磁ポテンシャルとゲージ変換 | マクスウェル方程式の基礎的事項を習得する |
| 第4回 | クーロンの法則 | 静電場に関連する現象を理解する |
| 第5回 | 静電ポテンシャルの多重極展開 | 静電場に関連する現象を理解する |
| 第6回 | 静電場のエネルギー | 静電場に関連する現象を理解する |
| 第7回 | 境界値問題 | 静電場に関連する現象を理解する |
| 第8回 | ビオ・サバールの法則 | 静磁場に関連する現象を理解する |
| 第9回 | ベクトルポテンシャルの多重極展開 | 静磁場に関連する現象を理解する |
| 第10回 | 静磁場のエネルギー | 静磁場に関連する現象を理解する |
| 第11回 | 準定常電流と電磁誘導 | 静磁場に関連する現象を理解する |
| 第12回 | 荷電粒子と電磁場の相互作用 | マクスウェル方程式の発展的事項を習得する |
| 第13回 | エネルギー保存則と運動量保存則 | マクスウェル方程式の発展的事項を習得する |
| 第14回 | 真空中の電磁波 | マクスウェル方程式の発展的事項を習得する |
授業時間外学修（予習・復習等）
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
講義資料を配布する。
参考書、講義資料等
砂川重信「理論電磁気学（第3版）」（紀伊國屋書店、1999年）
砂川重信「電磁気学」（物理テキストシリーズ 4、岩波書店、1987年）
成績評価の基準及び方法
期末試験で評価する。
関連する科目
- LAS.P103 ： 電磁気学基礎１
- LAS.P104 ： 電磁気学基礎２
- PHY.E212 ： 電磁気学II
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
特になし。
