【電磁気学演習Ⅱ】
(Exercises in Electromagnetics Ⅱ)
[物理学科 3群 A選択 科目(配当年次: 第2学年 ) ]
 
単  位:2単位 単位認定者: 黒田圭司
授業期間: 後期  15コマ 科目分担者:
授業形態: 演習  週1コマ
 
授業の目的

多彩な自然現象と多様な物質の挙動を解明するためには、自然科学の基本原理のなかでも特に電磁気学を深く理解していることが重要です。電磁気力に基づく現象のうち、時間依存性のある場合、および、さまざまな物質が存在している場合、さらに交流回路について、関連問題を自由自在に解けることを目標とします。

教育内容

電磁気学 II に対応した問題の解法の演習をおこない、問題解法能力をつけます。

教育方法

毎回、小試験とレポート課題を課します。1学生につき、最低1問はレポート問題の解答を黒板の前に出て発表します。電磁気学IIの講義の進捗状況によって順序は前後することがあります。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

微分演算子

黒田

grad、div、rot、△演算子の計算

2回

面積分、体積積分

黒田

面積分、体積積分の計算

3回

誘電体

黒田

誘電体中での電場の計算

4回

電磁誘導の法則

黒田

ローレンツ力と導体内の起電力

5回

運動する導線内に発生する起電力

黒田

磁束密度の時間変化と起電力

6回

電磁ポテンシャル

黒田

ベクトルポテンシャルとスカラーポテンシャル

7回

準定常電流の基本法則

黒田

マクスウェル方程式とオームの法則

8回

準定常電流の基本法則

黒田

閉回路に流れる電流

9回

自己誘導と相互誘導

黒田

コイルとソレノイド

10回

簡単な電流回路

黒田

時間に依存する方程式の解法

11回

自由空間における電磁波

黒田

波動方程式の導出

12回

電磁波の放射1

黒田

遅延ポテンシャルと先進ポテンシャル

13回

電磁波の放射2

黒田

電気双極子放射

14回

点電荷による電磁波の放射とその反作用

黒田

ラーモアの公式

15回

まとめ

黒田

全体の確認と復習

 
到達目標

電磁気学I、電磁気学IIの講義において電磁気に必要なマクスウェル方程式を全て学ぶ。よって実際の問題を前にして、何が求められているのか、何を用いるべきかを自分で判断し解けるようになることを目標とします。

評価基準

期末試験(50%)、レポート(40%)、レポート発表(10%)の総合評価を行う。欠席は減点となります。

準備学習
(予習・復習)

毎回、レポート課題を与えるので、必ず自宅で解いて授業開始時に提出してください。指名されたら解答を黒板に書いて発表と説明をします。まず自分の力で解くこと、そしてわからなかった箇所を復習することが重要です。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 (なし)
参考書 電磁気学(物理学テキストシリーズ4) 砂川重信 岩波書店 2,940円