電気磁気学3
Electromagnetic Theory (III)
准教授・富永 喜久雄
2単位
目的
電磁現象を記述する基礎方程式であるMaxwell方程式を解説し，これより電気と磁気に関する現象を統一的に説明するとともに，電磁波·光波の諸性質を理解する．
概要
マクスウェル方程式から導かれる電磁現象の基礎法則を説明し，マクスウェル方程式の理解をすすめる．また，電磁波のエネルギー保存則を導き，電磁波により伝送されるエネルギーについて説明する．誘電率の異なる誘電体の境界面での電磁波の振る舞いを説明し，電磁波の反射率および透過率を計算する方法について述べる．空間や分布定数線路での波動の伝播特性について述べる．エネルギーの供給についても述べる．アンテナからの電磁波放射原理を説明し，その放射特性について述べる．
キーワード
電気磁気学，マックスウェル方程式，電磁波，電波の伝播，遅延ベクトルポテンシャル
要件
「電気磁気学1，2」を履修していること．
注意
短期間での集中した授業であるため，各回の授業内容を理解して次に進むようにする．そのためにオフィスアワーを積極的に利用すること．
目標
| 1. | Maxwell方程式の物理的意味を理解し，静的·動的電磁現象を統一的に理解する． |
| 2. | 電磁波の伝播に関する基礎事項を理解する． |
計画
| 1. | ベクトル演算による電磁気の表現(div，rotの定義と物理的意味，電気磁気学での役割) |
| 2. | Maxwell方程式と変位電流 |
| 3. | 1．2の例題による解説 |
| 4. | 波動方程式と電磁波 |
| 5. | 電磁波の境界条件 |
| 6. | 導体内の電磁界 |
| 7. | 平面波の反射と屈折(s偏光とp偏向，スネルの式，反射率の式) |
| 8. | ポインティングベクトル |
| 9. | 再度，ベクトル解析，曲線座標系でのマクスウェル方程式 |
| 10. | 波動の伝搬，反射 |
| 11. | 分布定数線路と整合 |
| 12. | エネルギーの供給の話 |
| 13. | 電磁界のポテンシャル表示(スカラーポテンシャル) |
| 14. | 電磁界のポテンシャル表示(ベクトルポテンシャル) |
| 15. | 波源からの電磁波の放射と回折現象，シンクロトロン放射光について |
| 16. | 期末試験(到達目標1,2の評価) |
評価
期末試験80%，授業中のミニテスト20%で評価し，合計60%以上を合格とする．
JABEE合格
期末試験での成績が6割以上を合格とする．
JABEE関連
(C)工学基礎30%，(D)専門基礎70%
対象学生
開講コースと同学科の夜間主コース学生も履修可能
教科書
藤田広一著「続:電磁気学ノート」コロナ社，および小塚洋司著，「電気磁気学」森北出版(電気磁気学1，2の教科書)
参考資料
電気磁気学3講義ノート(配布資料)，小塚洋司「電気磁気学:第13章」(電気磁気学1，2の教科書)，森北出版;藤田広一「電磁気学ノート」コロナ社;ファインマン,レイトン,サンズ著，宮島龍興訳「ファインマン物理学，電磁気学」および戸田盛和訳「ファインマン物理学，電磁波と物性」いずれも岩波書店およびその英語版R.P.Feynmann, R.B.Leighton and M. Sands, Lectures on Physics, Vol.2, Addison-Wesley publishing company.
連絡先
- オフィスアワー: 木曜日，金曜日，午後17:00-18:30
備考
.パワーポイントを使用する．講義録用メモリを用意すること．