2021年度学院等開講科目教養科目群理工系教養科目

電磁気学基礎２ Q

開講元: 理工系教養科目
担当教員: 柴田利明
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 金7-8 (S421)
クラス: Q
科目コード: LAS.P104
単位数: 100
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

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

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)

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

	授業計画	課題
第1回	アンペールの法則について説明する。	日常の身の回りの現象で、アンペールの法則に関する現象を取り上げて理解する。
第2回	電磁誘導、ファラデーの法則、誘導起電力について説明する。	時間に依存する磁場の効果を理解する。
第3回	自己インダクタンスと相互インダクタンスについて説明する。	自己インダクタンスと相互インダクタンスの性質の違いを理解する。
第4回	変位電流とマックスウェル-アンペールの法則について説明する。	変位電流の概念を理解する。
第5回	マクスウェルの方程式と電磁波について説明する。	マクスウェルの方程式を導出する数学的な手順を理解する。
第6回	電磁場の性質と、その応用について説明する。	電磁波がどのように応用されているかを理解する。
第7回	光と素粒子の基礎的な関係について説明する。	電磁波は光として粒子の性質も持っていることを理解する。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

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

授業中に必要に応じて紹介する

参考書、講義資料等

講義資料は、随時掲載する。
大学生の立場から、常に高校の物理教科書を読んで深く理解し、どのページについても内容を人に説明できるようになることが重要です。

成績評価の方法及び基準

レポートと試験による

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない。

その他

物理学演習II を履修することを薦める。