Yamamoto's Laboratory
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2006年度
電気磁気学特論
電磁気学 (ベクトル解析からマクスウェルの方程式まで)
C言語を使い,数値計算の基本的なことを学習します.
対象
生産システム工学専攻 第1学年(2006年度)
教科書
「電磁気学の考え方」, 砂川 重信, 岩波書店, ISBN 4-00-007892-5.
授業概要
シラバス(pdf)
を参照してください。
講義
第1回
ベクトルの性質と加算
(
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)
物理学における対称性
ベクトルの基本
ベクトル同士の加算
ベクトルとスカラーの乗算
ベクトルの別の表現
座標の回転とベクトル
第2回
スカラー積とベクトル積
(
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)
内積(スカラー積)
外積(ベクトル積)
ベクトル量とスカラー量の定義
付録
回転を表す行列
第3回
スカラー場とベクトル場の微分
(
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)
ベクトル場とスカラー場
スカラー場の勾配(grad)
∇演算子
ベクトル場の発散
ベクトル場の回転
スカラー場とベクトル場の2階微分
ラプラス演算子
第4回
スカラー場とベクトル場の積分
(
pdf
)
1変数関数の微分と積分
スカラー場の勾配と積分
ベクトル場の発散と積分
ベクトル場の回転と積分
第5回
ベクトル解析の諸々の定理
(
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)
ディラックのデルタ関数
グリーンの定理
ベクトル場の性質
第6回
電磁気学とはどんな学問か
(
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)
電磁気的な現象
電磁気学の基本法則
クーロンの法則
力の伝わり方
第7回
静電場(その1)
(
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)
静電力と静電場
静電場の微分方程式
静電ポテンシャル
第8回
静電場(その2)
(
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)
導体中の静電場
静電ポテンシャルとポアソン方程式
コンデンサーと静電場のエネルギー
第9回
定常電流
(
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)
定常電流と保存則
オームの法則
回路
第10回
静磁場
(
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)
エルステッドの発見とアンペールの法則
静磁場の基本法則
付録 ビオ-サバールの法則
第11回
静磁場(ビオ-サバールの法則と磁場による力)
(
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)
ビオ-サバールの法則
電流に働く力
ローレンツの力
磁荷に作用する力
第12回
時間的に変動する電場と磁場
(
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)
電束密度と磁場の強さ
静電磁場
電荷存則と変位電流
ファラデーの電磁誘導の法則
マクスウェルの方程式
第13回
電磁気学の基本法則
(
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)
マクスウェルの方程式
エネルギー保存則
電磁ポテンシャル
第14回
電磁波
(
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)
自由空間内の電磁波の波動方程式
電磁波
電磁波のエネルギー
第15回
グリーン関数とソースがある波動方程式
(
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)
グリーン関数
ソースがある波動方程式の解
第16回
電磁波の放射
(
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)
電磁波の放射
電磁波の放射の実際
前期末試験
問題
解答