電磁場と電磁波
スコープ
電磁気現象の利用なくして現代の生活は成り立たない。しかし、電磁気現象は直接に目で見ることが難しい。
この講義の目的は、電磁気現象の科学的な取り扱いである「電磁気学」を学ぶための基礎力を養うことにある。
テーマの中心は、時間的な変化をともなう電磁気現象(交流回路や電磁波)である。
新たに必要となる数学的手法は解説するが、教科書の該当箇所の予習は不可欠である。
講義時間中に教科書の例題や章末問題の解法を紹介する。
内容をマスターすれば、理工系大学院の入試や公務員試験などに必要な知識・技術を習得できる。
履修の前提
- この講義は「電気と磁気」の続編として設定してあり、「電気と磁気」(従って「自然科学の基礎」/「基礎物理学1」)を履修の前提とする。
- 電磁気現象は、時間とともに変化する3次元空間のベクトルにより記述され、電磁気学を学ぶには多変数の微積分法が必須となる。
このため「積分法の基礎と応用」(したがって「微分法の基礎と応用」/「微積分学」)も履修の前提となる。
シミュレーション+アニメーションの美しいサイト(電磁気以外の物理・数学のテーマがある)
教科書の正誤表(2010.9.24)
: 各自所有している本の訂正を必ずお願いします
講義ノート
No.01 電荷保存則
No.02-03 クーロンの法則とガウスの法則
- 電場の定義、電荷がつくる静電場
- クーロンの法則からガウスの法則へ
- ガウスの法則から電場を計算する
- 電場のエネルギー、電荷系のエネルギー
No.04-05 アンペールの法則
No.06-07 電磁誘導の法則
No.08-09 電磁場の方程式
No.10-11 交流回路
- 準定常の近似
- 振動の複素表示、極形式
- LCR回路、共振
No.12-15 電磁波