電磁気学基礎1に引き続き,本講義では静磁場,変動する電磁場,マクスウェル方程式,電磁波について講義する。
電磁気学は自然を理解するための重要な学問である。また,専門コースでの理学,工学,生命科学を学ぶ上での必須の基礎学問である。本講義では,真空中の電磁気学の基本法則と,その数学的記述を修得し,これを基に電気磁気現象を理解し,未知の電気磁気学問題を解く能力を養う。
本講義を履修することにより,以下の知識と能力を修得する。
1) 誘導起電力,誘導電場,自己誘導,相互誘導,磁気エネルギー,変位電流などの概念を正しく理解し,数学的に表現できる。
2) 磁束密度に関するガウスの法則,アンペールの法則,ファラデーの法則,マクスウェル・アンペールの法則を正しく理解し,電磁気学の問題に応用できる。
3) マクスウェル方程式を基に電磁波を理解できる。
4) 方程式で表された電気磁気学問題の数学的解を求めることができ,数学的解が意味する物理を説明できる。
ガウスの法則,アンペールの法則,電磁誘導,ファラデーの法則,誘導起電力,誘導電場,自己インダクタンス,相互インダクタンス,磁気エネルギー,変位電流,マクスウェル・アンペールの法則,マクスウェル方程式,電磁波
✔ 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) |
各講義の2/3は基礎的内容について,残る1/3は発展的応用的内容についての解説に充てる.講義内容の確実な理解と応用力を養うために,講義内容に関連した演習問題を物理学演習第二で出題する。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 磁束密度に関するガウスの法則 | 簡単な例で磁束密度を計算できるようになる。 |
第2回 | アンペールの法則 | アンペールの法則を簡単な例に適用できるようになる。 |
第3回 | 電磁誘導 | 電磁誘導について説明できるようになる |
第4回 | 誘導電場 | 簡単な例で誘導電場を計算できるようになる |
第5回 | 磁気エネルギー | 簡単な例で磁気エネルギーを計算できるようになる |
第6回 | 変位電流 | 簡単な例で変位電流を計算できるようになる |
第7回 | マクスウェル方程式 | マクスウェル方程式の各方程式の意味について説明できるようになる |
第8回 | 電磁波 | マクスウェル方程式から電磁波を表す解を導けるようになる |
田中秀数著 電磁気学 培風館
必要に応じて授業中に挙げる
到達度を期末試験により評価する。
履修の条件を設けない。