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電気力学 / Electrodynamics

前期 金曜日 3講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 市川 温子. 学期/Semester: 前期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-PHY253J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

所属講座等

素粒子・核物理学講座(素粒子実験)

授業題目

電気力学

Course Title

Electrodynamics

授業の目的と概要

マクスウェル方程式をスタートポイントとして、電磁場、電磁放射現象、特殊相対論を議論する。
電磁気学Ⅰ、Ⅱの知識を前提とするが、電磁気学や相対論の復習を兼ね、これまでに学習した電磁気学の講義と十分な重複を持たせて講義する。

Purpose/Abstract

Starting from Maxwell's equations, we will discuss electromagnetic fields, electromagnetic radiation phenomena, and special relativity.
It is premised on the knowledge of electromagnetics I and II, but it also serves as a review of electromagnetics and relativity, and the lectures will be given with sufficient overlap with the lectures of electromagnetics learned so far.

学習の到達目標

マクスウェル方程式から出発して、あらゆる電磁現象を理解するための概念と計算手法を身につける。特に近接作用と場、ポテンシャルという概念を改めて見直し、古典電磁気学の理解を一段深めることを目的とする。

Goal

Starting from Maxwell's equations, you will acquire concepts and calculation methods for understanding all electromagnetic phenomena. In particular, the purpose is to reexamine the concepts of action through medium, field, and potential, and to deepen the understanding of classical electromagnetism.

授業内容・方法と進度予定

1. マクスウェル方程式の復習
2. 自由空間でのマクスウェル方程式の解
3. 電荷と電流がある場合のマクスウェル方程式の解
4. AC回路
5. 共鳴空洞
6. 導波管
7. 相対論的な電気力学
8. 場のローレンツ変換
9. 電磁場のエネルギーと運動量
10. 電磁的な質量
11 電磁場中の荷電粒子の運動
12 最小作業の原理

ただし、進捗状況によって変更の可能性あり。

Contentsandprogressscheduleofthe class

1.The Maxwell Equations
2. Solutions of Maxwell’s Equations in Free Space
3. Solutions of Maxwell’s Equations with Currents and Charges
4..AC Circuits
5..Cavity Resonators
6. Waveguides
7 .Electrodynamics in Relativistic Notation
8..Lorentz Transformations of the Fields
9. Field Energy and Field Momentum
10..Electromagnetic Mass
11.The Motion of Charges in Electric and Magnetic Fields
12.The Principle of Least Action

Subject may change depending on the progress.

成績評価方法

試験で評価を基本とする。出席状況も勘案する。

Grading

Evaluation is based on results of test. Attendance will also be taken into account.

教科書および参考書

岩波書店のファインマン物理学III巻18章からIV巻8章に沿って講義を行う。
購入する必要はない。
英語版は
https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_toc.html
で公開されている。英語版では18章から29章が対象。

Books required/referenced

The Feynman Lectures on Physics, Volume II Chap.18-29
Accessible at at https://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_toc.html

授業時間外学習

講義に対応する演習はなく、内容はかなり高度なので、予習、復習を推奨する。

Preparation and review

There are no exercises corresponding to the lectures, and the content is quite advanced, so preparation and review are recommended.

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