電磁気学Ⅱ
 Electromangnetics II
 担当教員:高橋 豊(TAKAHASHI Yutaka), 高山 彰優(TAKAYAMA Teruou)
 担当教員の所属:理工学研究科
 開講学年:2年  開講学期:後期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:情報・エレクトロニクス学科(電気・電子通信コース)  科目区分:専門教育科目・選択 
【授業の目的】
「電磁気学I」に続き、物質中(抵抗体、誘電体、磁性体)での電界と磁界の振る舞いを学び、続いて電磁場のエネルギー、電磁波について学ぶ。先ず、電磁気学I の基礎事項について復習する。次に、導体、誘電体、磁性体中の電磁界を、媒質の定数(導電率、誘電率、透磁率)と関連づけて学ぶ。さらに、電気磁気学的なエネルギー、マクスウェルの方程式から導かれる波動方程式及びその解としての平面電磁波などについて学ぶ。本授業は講義と演習から構成されていて、二つを一体として進めることによりこれらの内容の理解を深め、自主的・継続的に学習する能力を育成する。

【授業の到達目標】
1.抵抗体中の電界と電流密度の関係(オームの法則)を理解し、電界と電流密度を計算できる。
2.誘電体中の電界、電束密度、真電荷、分極電荷、電気双極子について理解し、誘電率の異なる材料を含むコンデンサー中での電界と電束密度が計算できる。
3.磁性体中の磁界、磁束密度、磁気双極子について理解し、磁界、磁束密度およびインダクタンスが計算できる。
4.コンデンサーとコイルなどの回路素子に蓄えられる静電エネルギーと磁気的エネルギーを求めることができる。
5.真空中のマックスウェル方程式から電界と磁界の波動方程式を導くことができる。
6.波動方程式を解いて平面電磁波を求め、これを図に示して説明できる。

【授業概要(キーワード)】
導体、誘電体、磁性体中の電磁界と回路定数との関係、電磁気学的なエネルギー、マックスウェル方程式、波動方程式、平面電磁波

【科目の位置付け】
学習・教育目標A~Dとの対応:B●
この講義では電気電子回路、光・電磁波による通信、半導体素子等の動作原理の根本にあるきわめて重要な事柄を学習する。

【授業計画】
・授業の方法
週一回90分の講義を行う。また、必要に応じて練習問題を解くなど演習を行う。
・日程
第1週 前期の復習, 第2-4週 誘電体中の電界, 第5週 導体(抵抗体), 第6-7週 磁性体と磁界, 第8週 中間試験と前半のまとめ, 第9週 電界・磁界のエネルギー, 第11-12週 電磁誘導とマックスウェル方程式, 第13-14週 平面電磁波, 第15週 期末試験と全体のまとめ

【学習の方法】
・受講のあり方
この講義は「電磁気学II演習」と並行で実施され、講義で学習した内容を演習の時間に実際に問題を解いて理解を深める。必ず「電磁気学II演習」を同時に受講すること。
・授業時間外学習へのアドバイス
教科書により次回の講義内容をよく確認しておくこと。
前回の講義内容をよく復習し、疑問点・理解できない点があれば次回の講義で質問できるようにしておくこと。

【成績の評価】
・基準
科目の達成目標に記載した「抵抗体中の電界、電流密度」、「誘電体中の電界、電束密度」、「磁性体中の磁界と磁束密度」、「電界と磁界のエネルギー」、「マックスウェル方程式と波動」等の項目について試験を行い、以下の基準を満足したものを合格とする。
・方法
中間試験と期末試験を実施して評価する。中間試験50点と期末試験50点の合計100点満点で60点以上を合格とする。

【テキスト・参考書】
教科書:宇野亨、白井宏、電磁気学、コロナ社 3800円 + 税
(電磁気学の教科書は数えきれないほど出版されています。図書館にも多数所蔵されていますので実際に手にとって、学習の助けになる本を探してください。)

【その他】
・学生へのメッセージ
この講義は「電磁気学I」、「電磁気学I演習」を基礎として進められる。これらの内容を充分に復習しておくこと。
・オフィス・アワー
時間帯:毎週金曜日16時から17時 場所:8号館-219号室

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