国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

本授業では電磁気学の基礎方程式であるマクスウェル方程式から出発し、静電磁気学、物質中の電磁気学、電磁波の伝搬と放射、特殊相対論の基礎を習得する。

電磁気学の諸概念は地球惑星科学の学修・研究のために必須である。本講義では、マクスウェル方程式を用いて、具体的な電磁気学的現象を理解することを目的とする。

到達目標

本授業を履修することによって次の能力を習得する。
1) 微分型で表現された電磁場の方程式の物理的意味を説明できる
2) 具体的な電荷分布、電流分布がつくる静電磁場を求めることができる
3) 物質中の電磁気学の概念を説明でき、具体的な問題を解くことができる
4) マクスウェル方程式を用いて電磁波の伝搬と放射を計算することができる
5) 異なる慣性系における電磁場の関係をローレンツ変換によって求めることができる

キーワード

電場、電位、ガウスの法則、ポアソン方程式、電気双極子、磁場、ベクトルポテンシャル、アンペールの法則、磁気双極子、電磁誘導、変位電流、電磁場のエネルギー、マクスウェル方程式、電磁波、誘電体、磁性体、ローレンツ変換

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

講義を進めながら適宜、演習問題を解く時間を与える。各演習問題の解答は希望者に発表してもらう。宿題または小テストも課す。

授業計画・課題

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）をそれぞれ本学の学修規程で定められた時間を目安に行う。

教科書

なし。毎回の授業で講義ノートを配布する。

参考書、講義資料等

ファインマン(著), 宮島龍興(翻訳)『ファインマン物理学〈3〉電磁気学』 岩波書店, ISBN-13: 978-4000077132

成績評価の基準及び方法

授業中の演習、宿題、演習発表、期末試験（または課題レポート）により評価する。最低1回の演習発表を単位認定の必要条件とする。

関連する科目

• LAS.P103 ： 電磁気学基礎１
• LAS.P104 ： 電磁気学基礎２
• EPS.B201 ： 物理数学A（地惑）
• EPS.B203 ： 力学（地惑）
• EPS.B210 ： 物理数学B（地惑）
• EPS.B331 ： 量子力学（地惑）
• EPS.A333 ： 惑星天文学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

電磁気学基礎1,2、物理数学Aの履修を前提とする。