電磁気学第二

http://www.muse.ee.uec.ac.jp/new_hp/

基礎電磁気学、電磁気学第一で学んだ内容を踏まえ、静磁界及び時間変動する電磁気現象についての広範な理論と、それらの工学的応用について系統的に学習する。微分形・積分形の双方で記述された電界・磁界に関する諸法則を様々な座標系において用いる方法を学び、時間変化する系における電磁気現象の解析に基づいて、電磁波の伝搬の物理的な理解を目的とする。

基礎電磁気学

電磁気学第一

テキスト
渡辺征夫、青柳晃 電磁気学(工科の物理)、培風館、など
参考書・参考資料等
砂川重信、電磁気学 初めて学ぶ人のために、培風館、
藤田広一、電磁気学ノート、コロナ社 など

授業の概要
磁界の導入を行い、定常電流から発生する磁界を記述する法則(ビオ・サバールの法則、アンペールの法則)を学ぶ。また、磁界とベクトルポテンシャルの関係や、静磁界中の荷電粒子の運動についても学習する。次いで、磁化と磁性体、およびそれに関連する諸現象について学ぶ。最後に、時間変化する電磁場を記述するための法則(ファラデーの電磁誘導の法則、アンペール・マクスウェルの法則)について学習し、マクスウェルの法則の形にまとめられた方程式系から電磁波の導出を行う。

授業計画
第1回: アンペールの実験と磁束密度の導入
第2回: 静磁場1:ビオ・サバールの法則
第3回: 静磁場2:アンペールの法則
第4回: ベクトルポテンシャル
第5回: ローレンツ力と荷電粒子の運動
第6回: 磁性体:磁化、透磁率
第7回: 磁極、磁位
第8回: 磁気回路
第9回: 電磁誘導の法則
第10回: 自己インダクタンスと相互インダクタンス
第11回: 磁気エネルギー
第12回: 変位電流
第13回: マクスウェルの方程式
第14回: 電磁波(平面波)の伝搬
第15回: ポインティングベクトル、電磁場のエネルギー
定期試験

レポート課題を出す場合があります。

(a)成績評価方法:
期末試験の成績、レポート課題等の評価を総合して判定する。レポート課題等の評価点を 30%、期末試験の評価点を 70% とし、総合点の60% 以上を合格とする。
(b)評価基準:
以下の到達レベルをもって合格の最低基準とする。
1. 磁界の概念、および電流と磁界の関係を理解し、ビオ・サバールの法則やアンペールの法則(積分形・微分形)を用いて、直角座標・円柱座標・球座標における静磁界を求めることができる。
2. 磁化現象、磁性体、磁極、磁位、磁気回路などの概念を理解することが出来る。
3. ファラデーの電磁誘導の法則、およびアンペール・マクスウェルの法則を用いて時間変化する電磁界の解析、例えばインダクタンスの計算をすることができる。
4. マクスウェルの方程式から電磁波を導出し、ポインティングベクトルと電磁エネルギーの関係を理解することができる。

特に設けませんが、事前にメール等でアポイントをお願いします。

電磁気学は基礎的な学問です。重要なのはテクニックではなく現象の本質の理解です。本質を
見極め、論理的な思考力を養うことで、めまぐるしく変化する世の中において、皆さん
に普遍的に通用する応用力や創造力を養っていただきたいと思います。リラックスして学習しましょう。

なし