K6138020 電気磁気学II

広島大学シラバス

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年度 2024年度開講部局工学部

講義コード K6138020 科目区分専門教育科目

授業科目名電気磁気学II

授業科目名
（フリガナ）デンキジキガク　２

英文授業科目名 Electromagnetism II

担当教員名 HOFMANN HOLGER FRIEDRICH

担当教員名
(フリガナ) ホフマン　ホルガ　フリードリッヒ

開講キャンパス東広島開設期 2年次生後期３ターム

曜日・時限・講義室 (3T) 木5-6,金7-8：工218

授業の方法講義授業の方法
【詳細情報】　

講義中心; 資料(pdf)

単位 2.0 週時間　使用言語 B : 日本語・英語

学習の段階 2 : 初級レベル

学問分野（分野） 25 : 理工学

学問分野（分科） 12 : 電子工学

対象学生工学部第二類 2023年度以前入学生（２年次）

授業のキーワード電磁界、電磁気現象、マクスウエル方程式、電磁波

教職専門科目　教科専門科目　

プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ）第二類専門科目の中で専門細目分野「物性工学」に属し,電気磁気学Iで学んだ内容を発展させる。
・この授業の前提となる科目：応用数学II(ベクトル解析）、電気磁気学I
・この授業と関係が深い科目：電磁波伝送工学、光波工学、半導体デバイス工学、およびほとんどの物性工学の科目

到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）電気システム情報プログラム
（能力・技能）
・電気，システム，情報分野の基礎となる概念，知識および手法
・電気，システム，情報分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力

電子システムプログラム
（能力・技能）
・電子システム分野の基礎となる概念，知識および手法
・電子システム分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力

授業の目標・概要等この授業では、電磁場に関する基本法則を局所的な立場と表現する方法とそれを用いた電磁場の計算の理解を深める。受講生にとっての目標は以下の通り。
1)静電場と電位の空間的な形を解析する方法を修得する。
2)静電場とベクトルポテンシャルの空間的な形を解析する方法を修得する。
3)電磁場の法則をマクスウェル方程式を出発点として整理して理解する。
4)マクスウェル方程式が表している電場と磁場の関係、および対称性を理解する。
5)平面電磁波の基本的性質を理解する。

｢知識・理解」「能力・技能」の評価項目
電子システムプログラムにおける「知的能力・技能」のうちで、｢電子システム技術の基礎となる概念、知識および手法。」

授業計画第1回ベクトル解析のおさらい
第2回真空中の静電場：クーロンの法則、電場の発散、電荷密度
第3回真空中の静電場：電位/ポテンシャル、容量/キャパシタンス
第4回物質中の静電場：誘電体の分極、電場の境界条件
第5回物質中の静電場：静電場のエネルギー、物質の表面に働く静電気力
第6回導体中の定常電流：電流密度、連続法則、オームの法則
第7回真空中の磁場：アンペアの法則、磁場の回転、ビオ-サバールの法則
第8回真空中の磁場：電磁誘導、ファラデーの法則、ベクトルポテンシャル、インダくタンス
第9回物質中の磁場：磁化、強磁性体、磁気回路
第10回マクスウエル方程式：電場と磁場の対象性、準静近似
第11回マクスウエル方程式：回路の解析
第12回マクスウエル方程式：振動電磁場の周波数依存性、表皮効果
第13回電磁波：波動方程式、平面は、導波路
第14回電磁波：物質の屈折率、表面の反射
第15回電磁波：双極子アンテナの放射

第16回期末試験

教科書・参考書等工科の物理３「電磁気学」渡辺征夫・青柳晃著，培風館

授業で使用する
メディア・機器等　

【詳細情報】

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス第1回テキスト、p.162-165
第2回テキスト、チャプター 1
第3回テキスト、2.1-2.6
第4回テキスト、3.1-3.6
第5回テキスト、3.7, 2.7-2.8
第6回テキスト、チャプター 4
第7回テキスト、5.1-5.5, 5.7
第8回テキスト、5.6, 7.1-7.4
第9回テキスト、6.1-6.8
第10回テキスト、8.1,8.2
第11回講義[1]-[10]の復習
第12回交流回路の基本的な概念、テキスト、7.7
第13回テキスト、8.3-8.6
第14回電場と磁場の境界条件(テキスト、3.5,6.4)
第15回点電荷の電位と点電流のベクトルポテンシャルの復習

履修上の注意
受講条件等 1)原則としてすべての授業に出席すること。
2)応用数学Ⅱ（ベクトル解析）および電気磁気学Ⅰを修得ずみであることを前提に講義を行う。
3)更新はもみじの掲示板に発表されます。

成績評価の基準等期末試験(100%)

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ電磁気学は電気工学、電子工学、物質工学、エレクトロニクス、光学の分野における基礎をなしている。マクスウェル方程式はすべての電気磁気学的な現象を説明できる理論です。特に、回路と電磁波の原理を表しています。使い方が正しく理解できれば、先端的な技術（例えばナノデバイス、半導体レーザーなど）を原理的に理解できます。

その他

すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

年度	2024年度	開講部局	工学部
講義コード	K6138020	科目区分	専門教育科目
授業科目名	電気磁気学II
授業科目名（フリガナ）	デンキジキガク　２
英文授業科目名	Electromagnetism II
担当教員名	HOFMANN HOLGER FRIEDRICH
担当教員名 (フリガナ)	ホフマン　ホルガ　フリードリッヒ
開講キャンパス	東広島	開設期	2年次生後期３ターム
曜日・時限・講義室	(3T) 木5-6,金7-8：工218
授業の方法	講義	授業の方法【詳細情報】
講義中心; 資料(pdf)
単位	2.0	週時間		使用言語	B : 日本語・英語
学習の段階	2 : 初級レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	12 : 電子工学
対象学生	工学部第二類 2023年度以前入学生（２年次）
授業のキーワード	電磁界、電磁気現象、マクスウエル方程式、電磁波
教職専門科目		教科専門科目
プログラムの中でのこの授業科目の位置づけ（学部生対象科目のみ）	第二類専門科目の中で専門細目分野「物性工学」に属し,電気磁気学Iで学んだ内容を発展させる。・この授業の前提となる科目：応用数学II(ベクトル解析）、電気磁気学I ・この授業と関係が深い科目：電磁波伝送工学、光波工学、半導体デバイス工学、およびほとんどの物性工学の科目
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）	電気システム情報プログラム（能力・技能）・電気，システム，情報分野の基礎となる概念，知識および手法・電気，システム，情報分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力電子システムプログラム（能力・技能）・電子システム分野の基礎となる概念，知識および手法・電子システム分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力
授業の目標・概要等	この授業では、電磁場に関する基本法則を局所的な立場と表現する方法とそれを用いた電磁場の計算の理解を深める。受講生にとっての目標は以下の通り。 1)静電場と電位の空間的な形を解析する方法を修得する。 2)静電場とベクトルポテンシャルの空間的な形を解析する方法を修得する。 3)電磁場の法則をマクスウェル方程式を出発点として整理して理解する。 4)マクスウェル方程式が表している電場と磁場の関係、および対称性を理解する。 5)平面電磁波の基本的性質を理解する。｢知識・理解」「能力・技能」の評価項目電子システムプログラムにおける「知的能力・技能」のうちで、｢電子システム技術の基礎となる概念、知識および手法。」
授業計画	第1回ベクトル解析のおさらい第2回真空中の静電場：クーロンの法則、電場の発散、電荷密度第3回真空中の静電場：電位/ポテンシャル、容量/キャパシタンス第4回物質中の静電場：誘電体の分極、電場の境界条件第5回物質中の静電場：静電場のエネルギー、物質の表面に働く静電気力第6回導体中の定常電流：電流密度、連続法則、オームの法則第7回真空中の磁場：アンペアの法則、磁場の回転、ビオ-サバールの法則第8回真空中の磁場：電磁誘導、ファラデーの法則、ベクトルポテンシャル、インダくタンス第9回物質中の磁場：磁化、強磁性体、磁気回路第10回マクスウエル方程式：電場と磁場の対象性、準静近似第11回マクスウエル方程式：回路の解析第12回マクスウエル方程式：振動電磁場の周波数依存性、表皮効果第13回電磁波：波動方程式、平面は、導波路第14回電磁波：物質の屈折率、表面の反射第15回電磁波：双極子アンテナの放射第16回期末試験
教科書・参考書等	工科の物理３「電磁気学」渡辺征夫・青柳晃著，培風館
授業で使用するメディア・機器等
【詳細情報】
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	第1回テキスト、p.162-165 第2回テキスト、チャプター 1 第3回テキスト、2.1-2.6 第4回テキスト、3.1-3.6 第5回テキスト、3.7, 2.7-2.8 第6回テキスト、チャプター 4 第7回テキスト、5.1-5.5, 5.7 第8回テキスト、5.6, 7.1-7.4 第9回テキスト、6.1-6.8 第10回テキスト、8.1,8.2 第11回講義[1]-[10]の復習第12回交流回路の基本的な概念、テキスト、7.7 第13回テキスト、8.3-8.6 第14回電場と磁場の境界条件(テキスト、3.5,6.4) 第15回点電荷の電位と点電流のベクトルポテンシャルの復習
履修上の注意受講条件等	1)原則としてすべての授業に出席すること。 2)応用数学Ⅱ（ベクトル解析）および電気磁気学Ⅰを修得ずみであることを前提に講義を行う。 3)更新はもみじの掲示板に発表されます。
成績評価の基準等	期末試験(100%)
実務経験
実務経験の概要とそれに基づく授業内容
メッセージ	電磁気学は電気工学、電子工学、物質工学、エレクトロニクス、光学の分野における基礎をなしている。マクスウェル方程式はすべての電気磁気学的な現象を説明できる理論です。特に、回路と電磁波の原理を表しています。使い方が正しく理解できれば、先端的な技術（例えばナノデバイス、半導体レーザーなど）を原理的に理解できます。
その他
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

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