AEコース 電磁気学特論 1年・後期・選択・学修2単位
担当教員 澤畠 淳二 連絡先 
講義の概要 自然科学・工学の分野において電磁気学を理解することは重要である。本教科では、まずベクトルの発散や回転など、ベクトル解析の基礎を学ぶ。次に、本科で学んだ個々の電磁界現象を微分形で表し、それらを体系的にまとめ、電磁波の発生や伝搬について学ぶ。
到達目標 1.マクスウェルの方程式の意味を説明できること。2.傾き、発散、回転の定義が理解できること。3.本科で学んだ個々の電磁気現象を微分形のマクスウェルの方程式から導出できること。4.電磁ポテンシャル、ポインチングベクトルの意味が理解できること。5.電磁波伝搬の概要が理解できること。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
後期 第1週 マクスウェルの方程式(積分形の復習) ガウスの法則、電磁誘導の法則の意味が理解できる。  
第2週 マクスウェルの方程式(積分形の復習) アンペア・マクスウェルの法則の意味が理解できる。  
第3週 ベクトル解析-スカラー関数の傾きrnベクトル解析-ベクトルの発散 幾つかの座標系におけるスカラー関数の傾き及びベクトルの発散が定義から導出できる。  
第4週 ベクトル解析-ベクトルの回転 幾つかの座標系におけるベクトルの回転が定義から導出できる。  
第5週 ベクトル解析-ガウスの発散定理とストークスの定理 ガウスの発散定理、ストークスの定理の意味が理解できる。  
第6週 マクスウェルの方程式(微分形) マクスウェルの方程式を積分形から微分形に変換できる。  
第7週 (中間試験)  
第8週 静電場とラプラス、ポアッソンの方程式 マクスウェルの微分形から静電場の基本式を導出でき、静電場の計算に用いることができる。  
第9週 静磁場とベクトルポテンシャル マクスウェルの微分形から静磁場の基本式を導出でき、静磁場の計算に用いることができる。  
第10週 時間的に変動する電磁場 正弦波状に時間変動する場合のマクスウェルの方程式が理解できる。  
第11週 電磁ポテンシャル 電磁ポテンシャルの概念やローレンツ変換が理解できる。  
第12週 電磁場のエネルギーとポインティングベクトル エネルギーの流れとポインティングベクトルの関係が理解できる。  
第13週 電磁波(波動方程式とその解) 波動方程式の意味が理解できる。  
第14週 電磁波(平面波) 平面波をとおして電磁波伝搬の概要が理解できる。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習 本科目で学んだことの総復習を行う。  
履修上の注意 本科目は隔年開講となりますので、2年生の受講も可能です。
開講される年度については、授業時間割で確認してください。
学習教育目標 Bに対応 達成項目専攻科ロ),ハ)に対応 JABEE
認定基準
(B-1),(B-2),(d)-(1)に対応
教科書・参考書 参考書 : 長岡洋介・丹慶勝市著「例解 電磁気学演習」(岩波書店)
参考書 : 柴田尚志著「例題と演習で学ぶ電磁気学」(森北出版)
参考書 : 岡村聡吾著「岩波講座基礎工学2 電磁気学Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ」(岩波書店)
参考書 : Panofsky・Phillips 「Classical Electricity and Magnetism」(Addison-Wesley)
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、平均の成績が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
本科目は、本科で学んだ電磁気学を基礎としているので、それらの内容を十分復習しておいてください。また、複雑な式が多く出てくるので、式等は必ず自分で誘導する習慣を身につけて、授業にのぞむこと。講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・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。
前半で、本科で学んだ内容の総復習をしながら進んでいくので、この段階で電磁気学の知識を十分に整理するようにしておいてください。