電磁気学3のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
電磁気学3 科目番号
Course number
62PHELE301
科目名称(英語)
Course title(English)
Electromagnetism 3
授業名称
Class name
電磁気学3
教員名 鈴木 英之
Instructor
開講年度学期 2022年度 前期
Year/Semester 2022, First Semester
曜日時限 月曜5限
Class hours Monday 5th period
開講学科
Department
理工学部 物理学科
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業/On-site class
概要
Descriptions
電磁気学1と2で学んだ基本法則をマックスウェル方程式を用いた形式で復習したのち、電荷分布、電流分布、スカラーポテンシャル、ベクトルポテンシャルによる電磁場の関係式より遅延ポテンシャルによる表示を導出する。これより運動する電荷による電磁波の放射と関連現象について学ぶ。また、レナード・ヴィヒェルトのポテンシャルを導出し、点電荷からの放射を学ぶ。さらに特殊相対論による電磁場の変換とその物理的意味について学ぶ。
目的
Objectives
本学科のディプロマ・ポリシーにあげる物理法則の体系的な専門知識を身につける。特に、基礎的な電磁気学の理解を,荷電粒子の運動に関連する放射現象などの理解に広げる。
到達目標
Outcomes
電磁波の放射機構を理解するとともに、特殊相対論の基礎を理解する。
履修上の注意
Course notes prerequisites
特になし
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
- 小テストの実施
Quiz type test
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
- グループワーク
Group work
-
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
毎回2時間ほど、参考書などによる予習と講義ノートの内容を復習しておくこと。
成績評価方法
Performance grading
policy
小テスト(2割ほど)と理解達成度を測る試験
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・S:到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A:到達目標を十分に達成している
・B:到達目標を達成している
・C:到達目標を最低限達成している
・D:到達目標を達成していない
・-:学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S:Achieved outcomes, excellent result
・A:Achieved outcomes, good result
・B:Achieved outcomes
・C:Minimally achieved outcomes
・D:Did not achieve outcomes
・-:Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
電磁気学I、II.V.D.バーガー/M.G.オレソン(培風館)
相対性理論、佐藤勝彦(岩波書店)
授業計画
Class plan
01 静電磁気学
  (準備学習)ガウスの定理、ストークスの定理の復習
  静電場の復習をおこなう

02 静電磁気学
  (準備学習)テーラー展開の復習
  多極子展開の考え方を理解する

03 エネルギーと運動量
  電磁場と物質間のエネルギー運動量のやりとり、
  マクスウェルの応力テンソルを理解する
  (復習)簡単なマクスウェル応力を計算する

04 ポテンシャル
  (準備学習)マクスウェル方程式の復習
  スカラーポテンシャル、ベクトルポテンシャルと、
  ゲージについて理解する

05 遅延ポテンシャル
  (準備学習)フーリエ変換,留数の復習
  遅延解と先進解を導出し、遅延ポテンシャルを理解する

06 電磁波の輻射
(準備学習)ポインティングベクトルの復習
  輻射帯における電磁場を求める

07 電磁波の輻射
  (準備学習)球座標の復習
  電気双極子輻射を理解する

08 電磁波の輻射
  (準備学習)ループ電流と磁気双極子の復習
  電気四極子輻射と磁気双極子輻射を理解する

09 点電荷からの輻射
  (準備学習)デルタ関数の性質の復習
  リエナール・ヴィーヘルトポテンシャルを理解する

10 点電荷からの輻射
  制動輻射、シンクロトロン輻射、チェレンコフ輻射を理解する
  (復習)電磁波強度の角度分布の作図

11 電磁波の散乱
  (準備学習)強制振動の復習
  トムソン散乱とレイリー散乱を理解する

12 特殊相対論
  (準備学習)マクスウェル方程式から波動方程式を導出する
  相対性理論の基本原理とローレンツ変換を理解する

13 特殊相対論
  スカラー、ベクトル、テンソルの概念を理解する
  (復習)テンソルの計算練習

14 特殊相対論
  物理法則、特に電磁場の法則の共変形式を理解する
  (復習)電磁場の変換則の導出

15 まとめ
  これまでの内容のまとめと、理解度を測る試験
  (復習)全体の復習
教職課程
Teacher-training course
本科目は、教育職員免許状取得(教科:理科)に必要な教科に関する科目の「物理学」区分に該当します。
ただし、教科に関する科目区分については、入学年度により異なるため、各自、入学年度または適用となる年度の学修簿により確認をしてください。
実務経験
Practical experience
国内研究機関の研究員(物理系)の勤務実績を活かし電磁波の放射機構などについて講義する。
教育用ソフトウェア
Educational software
-
備考
Remarks
9962305
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