Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
32679:[2025 Spring]Electromagnetism 3 (T2) 2025 Spring Thu5 College of Science and Engineering KOREEDA AKITOSHI 2

Campus

BKC

Class Venue

Forest204

Language

日本語

Course Outline and Method

「電磁気学3」では変動する電磁場を扱います。その帰結としての「電磁波」の存在はマクスウェルによって予見され、ヘルツによって検証されました。現代社会における電磁波の有用性は言うまでもありません。

この講義では、主に電磁波の伝播を扱い、真空中及び物質中での電磁波の反射や透過を論じます。また加速度運動する点電荷の電磁放射を、マクスウェル方程式より導きます。なお、本講義は古典電磁気学に基づくもので、電磁場の量子化は「量子光学」において講義されます。

適宜デモ実験なども行いつつ,電磁波や電磁波の関わる現象を身近に感じてもらえるような講義を行います.

Student Attainment Objectives

(1)電磁波の性質および電磁波と物質の相互作用がどのように記述されるのかを理解する。
(2)電磁放射がどのような機構で起こるのかを理解する。
本講義で扱う数学的処法は、理論物理に進む学生には、とりわけ重要となります。

Recommended Preparatory Course

「力学」、「電磁気学1」、「電磁気学2」、「物理数学」を受講しておくことが望まれます。本科目の内容は、「量子力学」、「量子光学」、「統計熱物理学」、「素粒子物理学」、「相対性理論」、「固体の物理学 II」、「原子分子の物理学」、「天体物理学」において必要となります。

Course Schedule

Lecture/Instructor(When there are multiple instructors) Theme
Keyword, References and Supplementary Information
-

+R授業対象科目。第1回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

1〜2

Maxwell方程式の復習

3〜4

光と電磁波

自由空間の電磁波、斜めに進む平面波、電磁エネルギー,ポインティングベクトル

5~6

電磁波の反射と透過

偏り(偏波・偏光),直線偏波と円偏波,境界面に当たる電磁波、エネルギーの流れ、反射率と透過率、反射・屈折の法則

7

誘電体中の電磁波

誘電体中のマクスウェル方程式、分散関係、位相速度と群速度、電離層内での電磁波の伝播、光の分散

8

導体中の電磁波

オームの法則とジュール熱、導体に対する基礎方程式、導体中の電磁波の伝播、エネルギーの流れと発熱、導体面での反射と透過、完全導体面での反射

9~10

電磁ポテンシャルと種々のゲージ

スカラーポテンシャル,ベクトルポテンシャル,ゲージ変換、ローレンツ・ゲージ、放射ゲージ、クーロン・ゲージ

11

遅延ポテンシャル

電磁ポテンシャル、双極子近似

12

電磁波の輻射

電気双極子輻射、電荷の加速による輻射、減衰力

13

電磁波の散乱と回折

トムソン散乱、レイリー散乱,ラマン散乱,回折(フレネル近似,フラウンホーファ近似)

14

確認テストと解説

Class Format

第1回~15 回を対面授業にて実施

Recommendations for Private Study

電磁気学1・2に比べて、やや難しく感じられるかも知れません。必要な数学は事前に適宜解説しますが、微分・積分の初歩は十分理解して講義に臨んでください。

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 0

Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)
0

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment 
(Evaluation of Everyday Performance in Class)
100

宿題と授業最終回の確認テストの結果を総合的に判定して評価を行う予定です。対面で行う試験が占める成績の割合は49.9%程度となります.ただし,対面での確認テストが実施出来ない場合には確認テストの代替課題で評価します.

Grade Evaluation Method (Note)

対面で行う試験が占める成績の割合は49.9%程度となります.

ただし,対面での確認テストが実施出来ない場合には確認テストの代替課題で評価します.

Advice to Students on Study and Research Methods

「電磁気学」は、その理論の美しさ、多様な現象との関わり、それに多彩な応用など、大変おもしろい分野です。数式自体にとらわれず、数式の内容とその利用法を、例題や演習問題を通して理解してください。

Textbooks

Textbooks (Frequency of Use, Note)

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
電磁気学30講 戸田盛和 朝倉書店 4-254-13636-6 この講義の章立てはこのテキストを参考にしています。
理論電磁気学 砂川重信 紀伊国屋書店 978-4-314-00854-9 理論物理学を志向する人にお勧めします。
場の古典論―電気力学,特殊および一般相対性理論 ランダウ=リフシッツ、恒藤敏彦訳 東京図書 978-4489011610 理論物理学を志向する人にお勧めしますが、単位系がSIではないことに注意。
電磁気学 岩田真 森北出版 978-4-627-15691-3 電磁波の記述は少ないが,電磁気学の入門書として読みやすい
電磁波の物理 遠藤雅守 森北出版 978-4-627-15501-5 読みやすい電磁波のテキスト
電磁気学の考え方 砂川重信 岩波書店 4-00-007892-5 「理論電磁気学」の著者による入門書

Reference Books (Frequency of Use, Note)

電磁気学のテキストは数多く出版されていますので、自分に合ったものを見つけると良いでしょう。

Web Pages for Reference

How to Communicate with the Instructor In and Out of Class(Including Instructor Contact Information)

Learning Management System (manaba+R),Talk with Students,Other (Separate instructions will be provided)

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URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/