電磁気学III

理工学部 - 機能創造理工学科

SEA67200

コース情報

担当教員: 江馬 一弘

単位数: 2

年度: 2024

学期: 春学期

曜限: 金2

形式: 対面授業+オンライン授業(オンデマンド授業,同時双方向型授業(Zoomなど)) /Alternating face-to-face & A

レベル: 300

アクティブラーニング: なし

他学部履修: 不可

評価方法

レポート

20%

授業内期末試験

授業期間中

35%

中間試験

授業期間中

35%

小テスト等

10%

詳細情報

概要

物質中での電磁気学と光学の基礎を学ぶ.マクスウェル方程式から出発して,真空中の電磁波,物質中の静電場,物質中の電磁波,光学定数などについて講義する.電磁気学ⅠとⅡを履修していることが望ましいが,未履修でも理解できるように講義する.物質中での電磁気学と光学の理解を通じて,機能創造理工学科のカリキュラム・ポリシーである『物理学や数学への深い理解を基礎に,「機械工学」,「電気・電子工学」,「物理学」の学問体系と「エネルギーの創出と利用」,「物質の理解と材料・デバイスの創成」,「ものづくりとシステムの創造」というキーテーマを融合した知識(複合知)を身につけ,社会に貢献する能力の養成』を目指す。

目標

物質中の電磁気学と光学とのつながりを理解することを到達目標とする。 誘電率や光学定数など,様々な物理量が出てくるが,それらの関係を理解する。それらを,デバイス創成などの分野にも応用させ,機能創造理工学科のディプロマ・ポリシーである「科学・技術に関する確固たる基礎知識を持ち,新たな物理的価値観の獲得や機能の創造に繋がる独創的技術の開発に貢献できる人材の養成」という部分の基礎を身につける。

授業外の学習

講義で使用するスライドは事前にアップロードする(第2回以降)ので,講義前に,それを十分予習しておくこと。また,スライドだけでなく,自分なりのノートを作成して理解を深めること。予習と復習の時間の目安は,1回の講義あたり2.5時間程度である。また,中間テストと期末テストのための学習時間は,それぞれ10時間程度である。学期を通しての授業時間外学習時間は,50時間(2.5時間×12+10時間×2)程度である。

所要時間: 3.57時間(214分)

スケジュール

  1. マクスウェル方程式まで(1) 電磁気学の基礎
  2. マクスウェル方程式まで(2) 真空中のマクスウェル方程式
  3. 物質の中の電磁場 双極子モーメントと分極
  4. 物質の中の光(1) 屈折率の概念
  5. 物質の中の光(2) 量子光学的な見方
  6. 光の伝搬方程式(1) フーリエ変換
  7. 光の伝搬方程式(2) マクスウェル方程式から伝搬方程式へ
  8. 光の伝搬方程式(3) 光のエネルギー
  9. これまでの復習+中間試験(講義の進み具合によって日程変更の可能性有)
  10. 応答関数と光学定数(1) 誘電関数
  11. 応答関数と光学定数(2) 時間応答
  12. 応答関数と光学定数(3) 光学定数の意味
  13. 境界面における反射と屈折(1) フレネルの式
  14. 境界面における反射と屈折(2)+期末試験

教科書

テキスト1の前半内容を講義する。

  • 光物理学の基礎

    著者: 江馬一弘

    出版社: 朝倉書店・2010

参考書

  • バークレー物理学コース2 電磁気 上・下

    著者: 飯田修一監訳

    出版社: 丸善株式会社

  • 電磁気学[新しい視点にたって] Ⅰ・Ⅱ

    著者: バーガー・オルソン

    出版社: 培風館

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