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電磁気学３
| 令和元年度以前入学者 | 電磁気学３ | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 教員名 | 水野伸夫 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 3 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 物理学科 | ||||
| 学期 | 前期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業の形態 | オンデマンド型の遠隔授業と課題研究を組み合わせる。 |
|---|---|
| 授業概要 | マクスウェル方程式と電磁波、電磁波の放射、マクスウェル方程式のローレンツ変換に関して講義する。 |
| 授業のねらい・到達目標 | （１）物質中の電磁波と電磁波放射、特殊相対性理論でのマクスウェル方程式のローレンツ変換における共変性について理解し、関連する問題に対応できるようにする。 （２）電磁気学２に引き続き物質中の電磁波と電磁波放射について物理法則が導かれる過程を理解し、関連する演習問題が解けるようになる。さらに、特殊相対性理論でのマクスウェル方程式のローレンツ変換における共変性について理解でき、内容に関する計算ができることが目標である。 物事を既存の知識にとらわれることなく、科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し、説明することができる。(A-3-3) この科目は文理学部（学士（理学））のDP3及びCP3に対応しています。 |
| 授業の方法 | 授業の形式：【講義】 を通して、教材の提供、課題の提出、質問等の対応する。毎回の授業の最後に課題問題を提出し、翌週以降に解説を行う。 本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とします。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
静電場と静磁場の法則の復習。
【事前学習】シラバスを確認する。 （2時間） 【事後学習】第１回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 2 |
電磁誘導の法則、マクスウェル方程式と電磁波の復習。
【事前学習】教科書のp.225～p.236，p.256～p.259を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間） 【事後学習】第２回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 3 |
物質中の電場と磁場、物質中のマクスウェル方程式について
【事前学習】教科書のp.314～p.316を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間） 【事後学習】第3回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 4 |
誘電体中の振動電場について
【事前学習】教科書のp.316～p.323を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間） 【事後学習】第4回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 5 |
誘電体中の電磁波、電磁波の反射と屈折について
【事前学習】教科書のp.323～p.327を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間） 【事後学習】第5回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 6 |
電磁波の反射率と透過率について
【事前学習】電磁波の反射と屈折を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第6回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 7 |
導体中の電磁波の伝播について
【事前学習】教科書のp.327～p.331を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。第６回の授業内容を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第7回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 8 |
電磁ポテンシャルとゲージ変換について
【事前学習】ベクトルポテンシャルを復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第8回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 9 |
遅延ポテンシャルと先進ポテンシャルについて
【事前学習】第８回目の授業ノートを復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第9回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 10 |
特殊相対性理論とローレンツ変換について
【事前学習】座標変換について復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第10回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 11 |
ローレンツ変換の性質について
【事前学習】第１０回目の授業ノートを復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第11回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 12 |
電場と磁場のローレンツ変換について
【事前学習】電磁場の基本法則を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第1２回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を行う。 （2時間） |
| 13 |
マクスウェル方程式とローレンツ変換について
【事前学習】マクスウェル方程式を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】第13回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間） |
| 14 |
これまでのプリントの問題の解説
【事前学習】これまでの授業で配布したプリントと授業ノートを復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】授業ノートを見直し、プリントの問題の解答を確認する。 （2時間） |
| 15 |
学習内容の整理と授業内試験(A-3-3)
【事前学習】これまでのプリントの演習問題を見直しておくこと。 （2時間） 【事後学習】試験でわからなかった箇所を授業ノートと教科書で確認する。 （2時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | 長岡洋介 『電磁気学Ⅱ』 岩波書店 1983年 |
| 参考書 | 長岡洋介 『電磁気学Ⅰ』 岩波書店 1982年 砂川重信 『理論電磁気学』 紀伊國屋書店 1999年 第3版 |
| 成績評価の方法及び基準 | 授業内テスト(80%)、授業参画度:課題の提出状況での評価(20%) |
| オフィスアワー | Blackboadを通して対応する。 |