- 学部・研究科
Faculty/Graduate School - 理工学研究科
- 時間割コード
Course Code - 93200
- 科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle - M電磁波物理学
- 授業形態/単位
Term/Credits - クラス
Class -
- 秋/2
- 担任者名
Instructor - 山口 聡一朗
- 曜限
Day/Period - 月5
- 授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives -
言語 / Language
日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description
マクスウェルによって完成された電磁気学は, 自然現象の理論的記述として最も完全な分野体系のひとつである。本講義ではマクスウェル方程式を基にして電磁波現象を深く理解することを目的とする。誘電体中の基本方程式を解いて, 電磁波の伝播特性を求める。異なる媒質の境界条件から電磁波の反射・屈折を調べる。キルヒホフ積分表示からホイヘンスの原理を導き, 電磁波の回折現象を理解する。ヘルムホルツ方程式を解いて散乱現象を理解する。点電荷による電磁波放射を理解して, 遅延・先進ポテンシャル ,電気・磁気多重極放射, リエナール=ヴィーヘルトポテンシャルについてそれぞれ学ぶ。
到達目標 / Course Objectives
<到達目標>
・ 真空中・誘電体中の電磁波を理解する。
・ 電磁波の反射・屈折・回折・散乱を理解する。
・ 多重極放射を理解する。
・ 点電荷による電磁波放射を理解する。
- 授業計画
Course Content -
授業計画 / Course Content
下記項目を解説しながら重要法則や関係式を導出します。
第１週 真空中の電磁波(1) 自由電磁場の電磁ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ
第２週 真空中の電磁波(2) 平面波解
第３週 真空中の電磁波(3) 初期値問題
第４週 誘電体中の電磁波 分散関係式
第５週 誘電体中の電磁波 電離層・光の分散
第６週 導体中の電磁波 表皮効果
第７週 電磁波の散乱(1) Helmholtz方程式
第８週 電磁波の散乱(2) 散乱断面積
第９週 電磁波の散乱(3) 位相のずれ
第10週 遅延ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ･先進ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ
第11週 多重極放射(1) 遅延ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ多重極展開
第12週 多重極放射(2) 電気双極子放射
第13週 多重極放射(3) 磁気双極子/電気四重極子放射
第14週 点電荷放射(1) Lienard-Wiechert ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ(φ,A)
第15週 点電荷放射(2) Lienard-Wiechert ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ(E,B)授業時間外学習 / Expected work outside of class
シラバスで指定している教科書や参考書の範囲を読み、内容を把握するように予習すること。
- 成績評価の方法・基準
Grading Policies /
Evaluation Criteria -
方法 / Course Content
定期試験を行わず、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。小テストの成績（成績評価割合100%）に基づいて成績評価します。
基準 / Evaluation Criteria
成績評価100点満点のうち60点以上を合格とします。
- 教科書
Textbooks 砂川重信 .「理論電磁気学 第3版」 .（紀伊國屋書店） 税別\4,200 .電磁気学教科書の良書。大学数学の基礎力を要します。
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参考書
References .砂川重信 .「物理学の考え方 2 電磁気学の考え方」 .（岩波書店） 税別\2,400 .独学・予習等によって電磁気学の体系全体を素早く把握し, より高度な電磁気学を学びたい意欲ある学生さん向き。 .太田浩一 .「電磁気学の基礎 I・II」「マクスウェル理論の基礎」 .（東京大学出版会） 税別\3,500-3,800 .電磁気学を深く掘り下げて理解したい学生さん向き。電磁気学の発展史を絡めて興味のある内容になっています。 .J.D.ジャクソン著, 西田稔訳 .「ジャクソン 電磁気学 原著第3版 (上)・(下)」 .（吉岡書店） 税別\9,000-9,500 .国際的評価の高い電磁気学の教科書です（和訳本）。将来の研究者志望の学生さん向き。やや難。 .John David Jackson ."Classical Electrodynamics Third Edition" .(WILEY) Amazon.co.jp \10,218 (2013/12/16) .上記の原著本。
- 備考
Other Comments 電磁気学(マクスウェルの方程式, 電磁ポテンシャル, 等)および物理数学(ベクトル, 複素解析, 等)の基礎学力を要します。