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最終更新日:2024年4月22日

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電磁気学[物質基礎科学コース]

電磁気学
化学結合の起源は電磁的な相互作用です。一方、生命現象も大半は電磁相互作用にもとづきます。したがってコースによらず、電磁気の知識や技法を早いうちにモノにしておくことは大切です。本講義では、電磁気学と特殊相対論との切っても切れない関係や、物質と電磁場のかかわりあいの考え方について学びます。これにより前期課程の電磁気学の範疇では、何もない空間をひたすら伝わるだけに見えていた電磁波が、いったいどこから来て、どこに消えてゆくのか、はたまたどのようなことを引き起こすのか、などの疑問に初めて答えられるようになります。論理的な跳びのない説明を心がけるため式は多めですが、バラバラだった事項が自分の中でつながってゆく過程が体験できます。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
08E1118
FAS-EA2C19L1
電磁気学[物質基礎科学コース]
深津 晋
A1 A2
未定
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
教養学部
授業計画
[第1回] 前期電磁気学の復習(Maxwell方程式と電磁ポテンシャル、ゲージ不定性) [第2回] 前期電磁気学の掘り下げ(Helmholtz分解、球面電磁波、エネルギー密度流) [第3回] 物質中の電磁場(1)(分極電荷、分極電流、誘電関数、Lorentz-Drude模型)  [第4回] 物質中の電磁場(2)(透磁率、磁荷と磁化電流、モノポール) [第5回] 物質境界における電磁場の接続(反射、透過、屈折、分散) [第6回] 特殊相対性理論(1)(Lorentz変換、Lorentz収縮、Doppler効果) [第7回] 特殊相対性理論(2)(Minkowski空間、4元ベクトル、固有時) [第8回] 特殊相対性理論(3) (電磁場のLorentz変換、電磁場のエネルギー・運動量テンソル) [第9回] 特殊相対性理論(4)(質量とエネルギーの関係、荷電粒子の運動) [第10回] 電磁輻射(1)(遅延ポテンシャル、双極子輻射) [第11回] 電磁輻射(2)(制動輻射、サイクロトロン輻射、チェレンコフ輻射) [第12回] 電磁輻射(3)(輻射エネルギー、輻射場の運動量、輻射場の角運動量) [第13回] 電磁輻射(4)(光散乱、反射・透過・屈折再考、非線形電磁現象入門)
授業の方法
スライドと黒板の併用。講義前日までにスライドを資料として配布します。
成績評価方法
講義期間に数回出題される課題のレポートと期末試験による総合評価
教科書
とくに指定しません。初回に参考書を提示します。
参考書
10/3の初回講義で紹介します。
履修上の注意
特殊相対論(空間と時間の透過電場と磁場の等価性)と電磁輻射(電磁場の発生)にポイントを絞って講義します。 物理では数理的な扱いにもまして「意味」が大事です。何時もこれを考える習慣をつけましょう。 なお、講義時間以外の質問についても対応可能な限り回答をします。