2025年度 (最新) 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 H

開講元: 理工系教養科目
担当教員: 宗片比呂夫
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: H
科目コード: LAS.P104
単位数: 100
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月19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	アンペールの法則、電磁誘導	電磁誘導の概念を式と言葉で説明できますか？
第2回	誘導電界、磁気エネルギー、変動する電界	誘導電界、磁気エネルギー、変動する電界を式や言葉で説明できますか？
第3回	変位電流、マックスウェルの方程式（積分形）、ベクトル演算子	変位電流の正しい理解に取り組もう、ベクトル演算子を使ってみよう
第4回	光速の簡単な導出、ベクトル演算子 div & rot	マックスウェルの方程式（積分形）を式で書いてみよう。光速の値がどうしてこうなるの？積分形を微分形になおすには？
第5回	マックスウェルの方程式（微分形）と電磁波	マクスウェル方程式（積分形）を式で書いてみよう。光速を導き出そう。
第6回	電磁波のエネルギー、（余裕があれば光の運動量、光圧、LCR回路）	電磁波はどうしてエネルギーを運べるのか？
第7回	期末テストに向けてのおさらい、積み残した事項、ローレンツ変換：相対論への入口	電磁波に至る基本的な概念が示せますか？

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

基礎物理学課程　入門コース　電磁気学　田中秀数　著　培風館

参考書、講義資料等

電磁気学（中山正敏著、裳華房）、p.200-205, 207-213, 220, 227-232, 184-188, etc.

成績評価の方法及び基準

平常点は毎回の出席点で毎回3点で合計21点、期末筆記テストの満点は79点。　これを合計して成績評価を行う。

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。

munekata.h.aa[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

講義日の午後だと一番便利。講義後に口頭もしくメールで申し込んでください。　
他の日時も対応可能ですが、on-line になると思います。

その他

具体的な講義内容はT2SCHOLA にアップロードする「クラスH 進行予定」に書きとめてあります。説明は第一回クラスで。