2021年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 電磁気学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 行方 直人 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜4 木曜6 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | O34A O46A |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 物理学科学部生が学ぶ程度の電磁気学を学ぶ．物理学科以外の学生を主な対象とし，大学院各専攻での学習，研究に必要な基礎を習得する． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 板書を中心とした授業と演習． |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
物理学科以外の工学系学科出身者に配慮する． 【準備学習】 第1回の講義までに，理工系学部初等程度の微積分を復習しておくこと． |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス：本講義で扱う内容，目標，および成績評価方法を理解する. 電磁気学で使用する物理数学：ベクトル，微積分に関して理解する． 【事前学習】理工系学部初等程度の微積分を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
|---|---|
| 第2回 | ベクトル解析①：grad、div、rot演算を理解する． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】学部初等水準の線形代数を復習しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第3回 | ベクトル解析②：ガウスの定理、ストークスの定理を理解する． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第4回 | 真空中の電磁場，電気双極子モーメント：クーロンの法則を出発点として真空中の電磁場について理解する． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第5回 | Maxwell方程式：ガウスの法則，磁束保存，ファラディの法則，マックスウェル・アンペールの法則の導出方法を学ぶ． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第6回 | ポテンシャルとエネルギー：電磁ポテンシャルとエネルギーに関して理解する． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第7回 | 物質中の静電場：金属内外の電場（静的）に関して理解する． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第8回 | 物質中の静電場：誘電体内外の電場（静的）に関して理解する． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第9回 | ラプラス方程式と特殊解法：ラプラス方程式とその解に関して学ぶ．また，鏡像法などの電場特殊解法などを学ぶ． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第10回 | 第1回～第9回までの演習と解説 演習問題（演習時間中に配布）の解答をまとめてレポートとして提出すること．時間内に解けなかった問題に関しては解説を参考としてレポートにまとめること．不明点等もあれば同レポートにまとめること．採点，不明点の解説はレポートの返却をもって行う．提出・返却の期限・方法は適宜指示する． 【事前学習】第1回～第9回までの講義内容をよく復習しておくこと．（120分） 【事後学習】授業中に行う演習内容と配布する追加演習問題に関してレポートをまとめること．（120分） |
| 第11回 | 定常電流：電荷保存則，抵抗，電気伝導，回路に関して学ぶ． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第12回 | 静磁場：定常電流と磁場の関係，それらに関する内容に関して学ぶ． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第13回 | 物質中の静磁場：磁性体に関して学ぶ． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第14回 | 変動電磁場：波動方程式，電信方程式に関して学ぶ． 前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う． 【事前学習】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分） 【事後学習】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．（120分） |
| 第15回 | 第11回～第14回までの演習と解説 演習問題（演習時間中に配布）の解答をまとめてレポートとして提出すること．時間内に解けなかった問題に関しては解説を参考としてレポートにまとめること．不明点等もあれば同レポートにまとめること．採点，不明点の解説はレポートの返却をもって行う．提出・返却の期限・方法は適宜指示する． 【事前学習】第11回～第14回までの講義内容をよく復習しておくこと．（120分） 【事後学習】授業中に行う演習内容と配布する追加演習問題に関してレポートをまとめること．（120分） |
その他
| 教科書 | |
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
後藤憲一、山崎修一郎 『詳解電磁気学演習』 共立出版株式会社
長岡洋介 『電磁気学I、II』 物理学入門シリーズ 岩波書店 1982年
砂川重信 『理論電磁気学』 紀伊国屋書店 1973年
ここであげた参考書にこだわる必要は無い。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート（60%），演習の解答（40％）から理解度を評価する． |
| 質問への対応 | 随時受け付ける。 |
| 研究室又は 連絡先 |
量子科学研究所 量子光学研究室 （駿河台7号館２F） E_mail：namekata.naoto@nihon-u.ac.jp Tel 03-3259-0918 |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 17:00 ～ 19:00 駿河台7号館２F
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| 学生への メッセージ |
電磁気学は現代科学技術の基礎の一つであり、理工系の多くの分野において極めて重要です。 本講義において基礎を身につけ、自身の研究・開発へ大いに役立ててください。 |