2024年度/1AHB023100

【水2】電磁気学とその演習1 <後期>

真空中の理論体系を現象論的に拡張し、静止物体中のMaxwell方程式を導く。物質中における静電場、定常電流、静磁場、準定常電流に関する典型的な物理現象を取り上げ、その理論的解法と実践的な演習問題を説明する。

担当教員氏名

丸 信人

科目ナンバリング

AHBPHY22004-J1 (公大) / SBEM14201 (市大)

授業管轄部署

理学部

授業形態

講義

開講キャンパス

杉本

開講区分

週間授業

配当年次

2年 (公大) / カリキュラムにより異なります。 (市大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。学年指定なしの表記は、要覧等を確認してください。

単位数

2単位 (公大) / 2単位 (市大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

基礎電磁気学A1、基礎物理学Ⅱ-Aで学んだ電磁気学の理論体系を具体的な課題に適用することにより、電磁気学の理解をさらに深めるとともに、応用力を養う。 そのため講義だけでなく、演習にも取り組み、物質中の静電磁場に関する基本的な問題を解くことができる。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	真空中のMaxwell方程式、ゲージ変換、電磁場のエネルギー・運動量保存則	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第2回	誘電体、分極電荷、磁性体、磁化電流の概略	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第3回	誘電体、ローレンツの局所電場、オームの法則	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第4回	静電場：静電ポテンシャル、多重極展開	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第5回	静電場：導体系の静電場、Thomsonの定理、Greenの相反定理	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第6回	静電場：誘電体の境界条件、静電ポテンシャルの境界値問題、鏡像法	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第7回	中間試験および試験の解説と前半のまとめ	中間試験の範囲をしっかり復習すること。
第8回	定常電流：ベクトルポテンシャル、多重極展開、磁気双極子モーメント	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第9回	定常電流：閉回路電流が作る磁場、磁場のエネルギー、インダクタンス、電流分布	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第10回	静磁場：静磁場の基本方程式、磁化、磁性体の境界条件	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第11回	静磁場：磁性体中の磁場、ベクトルポテンシャルの境界値問題	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第12回	静磁場：物質の磁性(常磁性、強磁性)	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第13回	静磁場：物質の磁性(反磁性、超伝導体)	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第14回	準定常電流：基本法則、線状回路、表皮効果	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第15回	準定常電流：表皮効果	講義前までに前回までの講義内容を確認しておくこと。 講義後は、講義における計算等を自分の手を動かしてフォローすること。
第16回	定期試験	定期試験の範囲をしっかり復習すること。

成績評価方法

レポート(40%)および中間・期末試験(それぞれ30%)で評価する。 物質中の静電磁場の基本的事項についての理解度を上記レポート、試験で評価し、60点以上を合格とする。 物質中の静電磁場に関する物理を説明できる。

履修上の注意

疑問点があれば、遠慮せず質問に来ること。 受講者の理解度などにより、講義の内容を変更することもある。

教科書

砂川 重信 著「理論電磁気学」(紀伊国屋書店)

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参考文献

電磁気学演習 (物理テキストシリーズ5) 砂川 重信 著 (岩波書店) 物質中の電場と磁場: 物性をより深く理解するために (フロー式物理演習シリーズ) 村上 修一 著 (共立出版) ファインマン物理学 III 「電磁気学」 ファインマン 著 (岩波書店) ファインマン物理学 IV 「電磁波と物性」 ファインマン 著 (岩波書店) 「マクスウェル方程式から始める 電磁気学」小宮山 進、竹川 敦 著 (裳華房)

オフィスアワー

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