電磁気学詳論II

専門基礎教育科目(基礎工学部(システム、情報)、理学部(数学))、火曜日1限、共A302
CLE授業支援システム

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スケジュール

4月14日
電磁気学詳論Iの復習
真空中の電磁波: 波動方程式の導出とその解

4月21日
真空中の電磁波: 電磁波としての性質、エネルギーと運動量

4月28日
真空中の電磁波: 偏光
電気伝導と導体の性質: 導体、電荷の保存則、電気伝導

Quiz

解答はCLE経由で提出すること。手書き文書のスキャン、Word文書、Tex文書など形式は問わないが、最終的に提出時には一つのpdfファイルにまとめて提出すること。 基本的に提出締め切りは、出題日の一週間後の正午とします。

Quiz 1(4月14日出題)
ベクトル微分演算子\( \nabla \)およびベクトル値関数\( \boldsymbol{A} \)に対し \[ \nabla \times ( \nabla \times \boldsymbol{A}) = \nabla (\nabla \cdot \boldsymbol{A} ) - \nabla^2 \boldsymbol{A} \] となること、および \[ (\nabla \times \nabla )\times \boldsymbol{A} =0 \] であることを示せ。

Quiz 2(4月21日出題)
真空中の電磁場のエネルギー密度 \[ u = \dfrac{\epsilon_0}{2} \left\lvert \boldsymbol{E}\right\rvert^2 +\dfrac{1}{2\mu_0} \left\lvert \boldsymbol{B}\right\rvert^2 \] および、Poyntingベクトル \[ \boldsymbol{S} = \dfrac{1}{\mu_0} \boldsymbol{E}\times \boldsymbol{B} \] が、エネルギー保存の式 \[ \dfrac{\partial u}{\partial t} + \nabla \cdot \boldsymbol{S}=0 \] を満たすことを、電荷密度、電流密度が存在しない場合の真空中のMaxwell方程式をつかって 示せ。

期末試験(60%)、及びQuiz等(平常点 40%)で判断する。シラバスに従う。

文献

電磁気学詳論Iでつかった教科書や資料は参考になります。 それ以外の参考書、演習書などをあげおきます。 参考書は、詳しい内容や教科書以外の記述を見たくなった場合に利用してください。 すべて大学図書館にあると思います。

• 参考書: 前野昌弘「よくわかる電磁気学」東京図書
• 参考書: 太田浩一「電磁気学の基礎I」東京大学出版会
• 参考書: 太田浩一「電磁気学の基礎II」東京大学出版会
• 参考書: J. D. ジャクソン(著)、西田稔(訳)「電磁気学(上)」吉岡書店
• 演習書: 後藤憲一、山崎修一郎(編)「詳解電磁気学演習」共立出版