物理工学科カリキュラムcurriculum
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基礎物理学・先端物理学
電磁気学第一

講義項目Outline

電磁気学は力学とともに、物理学の基礎である。本講義では、Maxwell方程式の理解を深めながら、電磁気の基礎を理解することを目的とする。特に、Poisson方程式の一般的な解法、場の概念などは、今後、光学、相対論、電波・通信をはじめ、量子力学、固体物理を学ぶ上での基礎となる。

1 序論
 1.1 電磁気力と4つの力
 1.2 遠隔作用と近接作用
 1.3 電磁気学習上の注意点
 1.4 電磁気学の全体像

2 電磁場
 2.1 Maxwell方程式
 2.2 ベクトル演算
 2.3 渦なし場と湧出なし場
 2.4 連続の方程式
 2.5 Maxwell方程式のまとめ

3 静電場
 3.1 静電ポテンシャル
 3.2 ガウスの法則と応用
 3.3 導体と電場
 3.4 電気双極子
 3.5 鏡像法
 3.6 静電エネルギー
 3.7 誘電体中の静電場

4 静磁場
 4.1 電流と電荷の保存
 4.2 アンペールの法則
 4.3 電流に働く磁場の力
 4.4 ベクトルポテンシャル
 4.5 ビオサバールの法則
 4.6 磁気双極子
 4.7 静電場と静磁場の対応
 4.8 電磁場の相対性

5 時間的に変化する場
 5.1 誘導の物理と応用
 5.1 電磁誘導と誘導電流

6 電磁波
 6.1 波動方程式
 6.2 電磁波(平面波)
 6.3 電磁波の種類
 6.4 電磁ポテンシャル
 6.5 電磁場のエネルギーとポインティングベクトル
 6.6 電気双極子放射

担当教員Instructor 芝内 孝禎