2024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 L

開講元: 理工系教養科目
担当教員: 松尾貞茂
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 金1-2 (W8E-101)
クラス: L
科目コード: LAS.P104
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 日本語

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	磁束密度に関するガウスの法則（磁束線，磁束）第1回の授業内容に関する実験	磁束密度を説明できるようになる。
第2回	アンペールの法則（アンペールの法則の特性と応用）第2回の授業内容に関する実験	アンペールの法則を説明できるようになる。
第3回	電磁誘導（ファラデーの法則，誘導起電力，誘導電場）第3回の授業内容に関する実験	日常での電磁誘導のついて説明できるようになる。
第4回	自己誘導と相互誘導（磁場に蓄えられるエネルギー）第4回の授業内容に関する実験	自己誘導と相互誘導の違いを説明できるようになる。
第5回	変位電流（マクスウェル・アンペールの法則）第5回の授業内容に関する実験	変位電流の起源を説明できるようになる。
第6回	マクスウェルの法則と電磁波（波動方程式）第6回の授業内容に関する実験	波動方程式の特徴を説明できるようになる。
第7回	電磁波の特性（平面電磁波，電磁波の速さ，電磁波のエネルギー）第7回の授業内容に関する実験	電磁波と光の関係を説明できるようになる。

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

電磁気学 (基礎物理学課程入門コース)　著：田中秀数　培風館

参考書、講義資料等

特に指定なし

成績評価の方法及び基準

期末試験による

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

matsuo[at]phy.sci.isct.ac.jp

オフィスアワー

メールで事前予約すること。