制御 電磁気学II 5年・前期・選択・学修1単位
担当教員 堀 利浩 連絡先 
講義の概要 電磁気学の法則をベクトル解析を用いて記述し、マックスウェルの方程式を導出する。そして電磁波の性質を理解する。
到達目標 1.ベクトル解析の勾配、発散と回転の意味を十分理解できる。
2.電磁気学の法則からマックスウェルの方程式を導出できる。
3.マックスウェルの方程式から電磁波の方程式を導出できる。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 電磁気学の法則と、ベクトル解析を用いた取り扱いの概観 積分表現で書かれた電磁気学の法則が、微分表現で書かれたベクトル解析を用いて取り扱えることを概観する。  
第2週 電磁気学の法則の定式化
クーロンの法則(1)
静電界の、静電ポテンシャルの勾配を用いた定式化を理解する。  
第3週 電磁気学の法則の定式化
クーロンの法則(2)
クーロンの法則の、発散を用いた定式化の演習をする。  
第4週 電磁気学の法則の定式化
アンペアの法則(1)
アンペアの法則の、回転を用いた定式化を理解する。  
第5週 電磁気学の法則の定式化
アンペアの法則(2)
アンペアの法則の、回転を用いた定式化の演習をする。  
第6週 電磁気学の法則の定式化
電磁誘導の法則(1)
電磁誘導の法則の、回転と時間微分を用いた定式化を理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週 電磁気学の法則の定式化
電磁誘導の法則(2)
電磁誘導の法則の、回転と時間微分を用いた定式化の演習をする。  
第9週 電磁気学の法則の定式化
変位電流の導入
変位電流の考え方の導入を理解する。  
第10週 電磁気学の法則の定式化
電荷保存の法則(1) 
電荷保存の法則の、発散を用いた定式化を理解する。  
第11週 電磁気学の法則の定式化
電荷保存の法則(2)  
電荷保存の法則の、発散を用いた定式化の演習をする。  
第12週 マックスウェルの方程式と電磁波(1) マックスウェルの方程式と電磁波の方程式を理解する。  
第13週 マックスウェルの方程式と電磁波(2) マックスウェルの方程式と電磁波の方程式を理解する。  
第14週 マックスウェルの方程式と電磁波(3) マックスウェルの方程式と電磁波の方程式の演習をする。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習 全体を深く理解する。  
学習教育目標 A,Bに対応
達成項目本科イ),ロ)に対応
JABEE
認定基準
(A-2),(B-1),(d)-(1)に対応
教科書・参考書 教科書:関根松夫、佐野元昭、「電磁気学を学ぶためのベクトル解析」(コロナ社)
参考書:小塚洋司「電磁気学 ~その物理像と詳論~」(森北出版)
評価方法及び
合格基準
成績の評価は、定期試験の成績で行い,合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生へのメッセージ、
予習・復習について
4年次に学んだ電磁気学Iでは法則の大部分ををスカラー表現していたが,ここではすべてベクトル解析を用いた表現に整理される。また後半ではマックスウェルの方程式や電磁波などにも触れる。微積分を多く扱うので,3年次までに学んだ解析学や4年次の応用数学Iをよく復習しておくこと。講義ノートの内容を見直し、講義に関する例題・演習問題を解いておくこと。講義で示した次回予定の部分を予習しておくこと。