国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

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。

電磁気学を通じて光学と素粒子の基礎についても学ぶ。

到達目標

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。
5) 光学と素粒子の基礎を学ぶ。

キーワード

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，光学，素粒子

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

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

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

プリント

参考書、講義資料等

特に無し

成績評価の基準及び方法

期末にテストを行う（状況により変更する可能性がある）。また、適宜レポート課題、宿題を出す。

関連する科目

• LAS.P106 ： 物理学演習第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない。

その他

大学の電磁気学の授業では、偏微分、勾配、発散、線積分、面積分、体積積分などスカラーおよびベクトル関数についての数学を説明し、それを用いて電磁気学について講義をする。高校の物理教科書「物理基礎」と「物理」は合計約700ページあり、電磁気学については静電磁場、電磁誘導、交流回路などが記述されている。高校の物理教科書は高校3年で習う数学は使わないように配慮して書かれている。大学生の立場から高校の物理教科書を常に読んで検討し、内容を深く理解して、どのページについても人に説明できるようになることが重要である。