波動伝送理論 / Wave Transmission Theory

単位数: 2. 担当教員: 陳 強, 吉澤 晋. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語( 日本語（スライドは英語）.

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページにて確認すること。

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html

　波動の伝搬並びに放射のなどの基礎理論を学習することにより，音波，電波及び光波の伝送の原理を理解することを目標とする．また，波動伝送の応用について最新の技術を理解する．
　本講義では，最も単純な疎密波の線形伝播から始まり，弾性波の線形伝播・非線形伝播，平面電磁波の伝搬，電磁波の放射の基礎を学ぶ．また，実際に用いられている電波・光波の伝送路の動作原理と基本特性，並びに超音波と光波の相互作用とその応用について講義する．

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

Google Classroom code is available on

https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html

　Students will learn about the basic knowledge of propagation and radiation of acoustic wave and electromagnetic wave. They will also learn about the latest technology and publications of the wave engineering.
This course starts from the linear propagation of compressional wave, linear and non-linear propagation of elastic wave, plane wave propagation, and radiation of electromagnetic wave. It also covers the fundamental theory and applications of waveguide for microwave and optical wave, as well as the interaction between ultrasonic wave and optical wave.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

1. 電磁気学に関連する基礎的講義を履修しておく必要がある．
2. 予習と復習をよくすること．

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

1. The students should have completed the fundamental courses related with electromagnetism
2. Preparation and review are strongly recommended.

授業計画

第1回 疎密波の伝搬の基礎
第2回 疎密波の伝搬の応用：ビームフォーミング
第3回 疎密波の伝搬の応用：ドプラ効果
第4回 疎密波の非線形伝搬の基礎と応用
第5回 等方性媒質中における弾性波の伝搬
第6回 光ファイバー内の光波の伝搬
第7回 超音波と光波の相互作用とその応用
第8回 マクスウェル方程式
第9回 真空中の平面波
第10回 偏波とポインティングベクトル
第11回 媒質中の平面波
第12回 境界条件
第13回 平面境界における平面波の反射と透過
第14回 表面波
第15回 まとめ

授業計画(Ｅ）

1. Fundamentals of compressional wave propagation
2. Applications of compressional wave propagation: beam forming
3. Applications of compressional wave propagation: Doppler effect
4. Fundamentals and applications of non-linear propagation of compressional wave:
5. Propagation of elastic wave in isotropic medium
6. Propagation of optical wave in fiber
7. Mutual coupling between ultrasonic wave and optical wave
8. Maxwell equations
9. Plane wave in vacuum
10. Polarization and Poynting vector of plane wave
11. Plane wave in media
12. Boundary conditions
13. Reflection and transmission of plane wave at planar boundary
14. Surface waves
15. Summary

授業時間外学習

自主学習が重要である．プリントと参考書をよく読んで，予習・復習を必ず行うようにすること．

授業時間外学習（Ｅ）

Self-directed learning is important. Students are required to prepare and review for each class by reading the handout and references.

成績評価方法及び基準

出席，レポートによる評価を行う．再試験の予定はない．

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Students are evaluated on their attendance and submitted reports. There is no reexamination proceeding.

教科書および参考書

• 電磁波工学, 安達三郎, コロナ社 (1983) ISBN/ISSN: ISBN9784339000368 資料種別:参考書
• 電波伝送工学, 安達三郎・米山務, コロナ社 ISBN/ISSN: 9784339101232 資料種別:参考書
• Principles of acoustic devices, V. M. Ristic, Wiley-Interscience (1983) ISBN/ISSN: 0471091537 資料種別:参考書

オフィスアワー

オフィスアワーは設定されていない．質問などはGoogle Classroomの教員メールで連絡すること．

オフィスアワー（Ｅ）

Office hours are not fixed. Questions may be accepted by professor's email of Google Classroom.

その他

授業中にGoogle Classroomによる講義、宿題、テストを行うことがあるため、Google Classroomをアクセスできる情報端末を授業に持参すること。