科目：平成26年度冬学期 電磁気学 （25年度のHPはこちら）（24年度のHPはこちら）（23年度のHPはこちら）（22年度のHPはこちら）
担当：鳥井 寿夫（とりい よしお） 居室：16号館224Ａ
tel:
03-5454-6757 (内線46757)
e-mail:
ytorii@phys.c.u-tokyo.ac.jp
参考書
（英語版は、2014年からこのページで無料で読めるようになった。）
２．太田浩一「電磁気学の基礎Ⅰ、Ⅱ」（東京大学出版会）（丸善版のレビューはこちら）
３．砂川重信「理論電磁気学」(紀伊国屋書店）
４．加藤正昭「電磁気学」（東京大学出版会）←Amazonでのレビューはよくないが、緻密によく書けていると思う
演習書
・加藤正昭・和田純夫「演習 電磁気学」（サイエンス社）
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回 |
日付 |
内容 |
講義スライド |
配布物 |
レポート問題 |
参考文献、URL |
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1 |
10/9 |
イントロダクション、デモ実験（3色LEDを用いた光の3原色実験） |
ミニテスト |
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10/16 |
デモ実験（分光器、蛍光灯と水銀灯のスペクトル、レーザー光とLEDの違い、マイクロ波）、電磁波の起源（双極子輻射、偏光板の原理）、空の偏光 |
なし |
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3 |
10/23 |
マイクロ波の偏光板、回折現象の起源（ホイヘンスの原理の正当性）、ガウスの定理とストークスの定理の意味 |
なし |
ファインマン物理学「光 熱 波動」第6章6節（pp71-73） ファインマン物理学Ⅲ「電磁気学」第3章7節（英語版） |
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4 |
10/30 |
単スリットの回折パターン（sinc関数）、フーリエ変換、デルタ関数、不確定性原理、マクスウェル方程式の積分形、変位電流 |
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なし |
ファインマン物理学Ⅳ「電磁波と物性」第6章3節（英語版） |
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5 |
11/6 |
マクスウェル方程式の微分形、電荷保存則、ヘルムホルツの分解定理、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャル、3次元デルタ関数 |
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なし |
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6 |
11/13 |
ポアソン方程式、クーロンゲージ、４元ポテンシャルと４元電流、真空中のマクスウェル方程式、３次元波動方程式、ダランベルシャン、平面電磁波、位相速度（角周波数ωと波数kの比）、真空の分散関係、 |
なし |
総合科目Ｅ「振動・波動」を受講しなかった者はＭＩＴ ＯＣＷ, Vibrations
and Waves, Lecture 7: Coupled Oscillators, Transverse Traveling Pulses and
Waves の46:30-1:03:20（約17分）を必ず視聴せよ（一次元波動方程式の導出と、その一般解の特徴） |
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7 |
11/20 |
分極ベクトル、分極電流密度、分極電化密度、磁気モーメントの起源、磁化ベクトルと磁化電流密度、E-B対応とE-H対応、物質中のマクスウェル方程式、 |
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Wikipediaのマクスウェル方程式のページの英語版と日本語版の比較（日本語版も英語版に近づいてきた） 自分の持っている教科書は、E-B対応とE-H対応のどちらの立場で書かれているか調べてみよう |
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8 |
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E-H対応におけるマクスウェル方程式、誘電体、比誘電率と屈折率、正常分散と異常分散、常磁性体、反磁性体、強磁性体、ヒステリシス、残留磁束密度、磁気浮上とモーゼ効果 |
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MIT OCW 「Electricity and Magnetism」の磁性体とヒステリシスに関する講義を必ず視聴すること。宿題の答えも解説している。最後までみると感動的なシーンが待っている。また、このビデオ講義から、このMITの講義が徹底的にE-B対応に拘っていることがわかるだろう。 |
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9 |
12/4 |
電磁場のエネルギー、ポインティングベクトル、 |
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ファインマン物理学IV電磁波と物性、第６章「場のエネルギーと運動量」6-1～6-5を必ず読むこと（宿題のヒントが書かれている） |
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10 |
12/11 |
双極子輻射のエネルギー、原子のローレンツモデル、散乱（吸収）断面積、レイリー散乱とトムソン散乱、空が青い理由、特殊相対性理論（導入） |
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ファインマン物理学「光 熱 波動」第7章「輻射減衰、光の散乱」（第３章「電磁輻射」も併せて読んでおくとよい）：光のレイリー散乱、トムソン散乱、雲が白く見える理由について分かりやすく解説している |
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12/18 |
ローレンツ変換、ローレンツ収縮、時間の遅れ、固有時、質量とエネルギーの等価性 |
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相対論の教科書や読み物は無数にあるが、まずはファインマン物理学I「力学」の第15章～17章（たった3章分！）を読んでみよう。こちらもどうぞ。 |
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12 |
1/8 |
ガレージのパラドックス、相対論による磁場の起源の説明、時空距離、固有時、ミンコフスキー空間、スカラーと４元ベクトル |
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相対論による磁場の起源の説明に関しては、 ファインマン物理学Ⅲ「電磁気学」第13章7節 太田「電磁気学の基礎I」9.2（pp.205-207） 太田「電磁気学の基礎II」15.10（pp.472-475） を参照のこと。本来は太田のようにホール効果の影響を考え、電荷の線密度と体積密度を分けて考える必要がある。 |
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13 |
1/15 |
４元速度と４元運動量、光子の運動量、反陽子の生成エネルギー、光のドップラーシフト、レーザー冷却の原理 |
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ファインマン物理学IV電磁波と物性、第4章「電磁気学の相対論的記述」」4-1～4-3を必ず読むこと。 ボース・アインシュタイン凝縮（数理科学2014年2月号）にド・ブロイの関係式の導出やレーザー冷却の原理を解説しています。 |
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補講 |
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４元ベクトル演算子と４元スカラー演算子、４元ベクトルを用いたマクスウェル方程式の定式化 |
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電磁ポテンシャル（pdf） |
マクスウェル方程式の一般解（ダランベール方程式の解法）および、その解の双極子輻射への適用に関しはファインマン物理学Ⅲ「電磁気学」第20章を参照すること。 |
期末試験：2月6日（金）１限 ＊以下の過去問を参考にしてください。