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対象課程	科目名	単位数	科目コード	開講時期	授業科目区分
博士前期課程（修士課程）	電気磁気学特論 Electromagnetism	2	2563-01	2024年度前学期	関係科目

担当教員名
山口　敦史

授業科目の学習・教育目標

キーワード

学習・教育目標

1.マックスウェル方程式 2.電気磁気現象 3.誘電率 4.透磁率 5.テンソル

マックスウェル方程式によって体系化された「電気磁気学」は、電気磁気現象を応用する工学を考える際に出発点となる重要な学問である。本講義では、まず、マックスウェル方程式を構成する４つの微分方程式から、これまでに学習した電気磁気学のすべての法則が数学的に導かれることを学習する。次に、真空中で成り立つマックスウェル方程式を物質中でも使うために導入される誘電率や透磁率といった概念を、テンソル表記まで含めて学習する。最後に、マックスウェル方程式を工学に用いる例を実際に計算して体感する。

授業の概要および学習上の助言

この授業ではマックスウェル方程式からスタートして、電磁気学全体の理論構築を行うことをまず初めに行うため、ベクトル解析、微分・積分などの数学的基礎力は必須となる。このため、数学基礎力に不安のない状態にしておいてほしい。また、学部時代に習ってきた「電気磁気学」をある意味別な角度から俯瞰して「より理解を深める」のが目的でもあるので、学部時代の「電気磁気学」も復習しておいてほしい。

教科書および参考書・リザーブドブック
「マクスウェル方程式から始める電磁気学」（小宮山進・竹川敦共著）（裳華房）の内容を教えていきます。教科書の購入は学生の判断に任せます。

履修に必要な予備知識や技能
数学（ベクトル、微分・積分など）、及び、電気磁気学（学部で習う内容）の理解

学生が達成すべき行動目標
No.
①	マックスウェル方程式から電気磁気学のすべての法則が導かれることを理解できる。
②	真空中と物質中におけるマックスウェル方程式の違いを理解できる。
③	マックスウェル方程式を工学に用いる有用性を理解できる。
④
⑤
⑥

達成度評価
評価方法	試験	クイズ小テスト	レポート	成果発表 (口頭・実技)	作品	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	0	50	50	0	0	0	0	100

評価の要点
評価方法	行動目標		評価の実施方法と注意点
試験	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
クイズ小テスト	①	レ	前回までの講義の理解度をチェックするために、授業開始時に簡単なテストを行う。
	②	レ
	③	レ
	④
	⑤
	⑥
レポート	①	レ	授業の関連する内容について、数回のレポートを出題する。
	②	レ
	③	レ
	④
	⑤
	⑥
成果発表 (口頭・実技)	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
作品	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
ポートフォリオ	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
その他	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥

具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安	標準的な達成レベルの目安
前記の「学生が達成すべき行動目標」をすべて達成できる。	前記の「学生が達成すべき行動目標」のうち２項目を達成できる。

※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。

授業明細
回数	学習内容	授業の運営方法	学習課題予習・復習	時間：分※
1	ガイダンス＆基本事項	講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
2	数学的基礎、電磁気学の基本量	小テスト（１）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
3	マクスウェル方程式（積分形）1&2	小テスト（１）の返却・振り返り小テスト（２）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
4	マクスウェル方程式（積分形）3&4	小テスト（２）の返却・振り返り小テスト（３）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
5	ベクトル場とスカラー場の微分・積分	小テスト（３）の返却・振り返り小テスト（４）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
6	マクスウェル方程式（微分形）1&2	小テスト（４）の返却・振り返り小テスト（５）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
7	マクスウェル方程式（微分形）3&4	小テスト（５）の返却・振り返り小テスト（６）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
8	マクスウェル方程式から導く静電気の法則（クーロンの法則)	小テスト（６）の返却・振り返り小テスト（７）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
9	マクスウェル方程式から導く静電気の法則（電荷がつくる電場と静電ポテンシャル）	小テスト（７）の返却・振り返り小テスト（８）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
10	マクスウェル方程式から導く静磁気の法則（ビオ‐サバールの法則)	小テスト（８）の返却・振り返り小テスト（９）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
11	マクスウェル方程式から導く静磁気の法則（電流による磁場とベクトルポテンシャル）	小テスト（９）の返却・振り返り小テスト（１０）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
12	誘電体・磁性体とマクスウェル方程式	小テスト（１０）の返却・振り返り小テスト（１１）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
13	物質中のマクスウェル方程式	小テスト（１１）の返却・振り返り小テスト（１２）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
14	変動する電磁場	小テスト（１２）の返却・振り返り小テスト（１３）実施講義	今回の授業内容の復習、及び、次回の授業内容の予習を行う。	200
15	電磁波	小テスト（１４）の返却・振り返り講義自己点検	今回の授業内容の復習を行う。	200