授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
32679:[2025 春セメスター]電磁気学３(T2) 2025 春セメスター 木5 理工学部 是枝 聡肇 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０４号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

「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．

受講生の到達目標

（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。

事前に履修しておくことが望まれる科目

「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。

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
-

+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

授業実施形態

第1回～15 回を対面授業にて実施

授業外学習の指示

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。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 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．

成績評価方法(備考)

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．

受講および研究に関するアドバイス

「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。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
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

参考書(使用頻度、その他補足)

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。

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考


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