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生命系（医学、保健学、生物学など）で用いる分析や検査・測定機器には電磁気学を基礎としたものが数多くある。電磁気学は、電気と磁気という別々の存在として認識されていた現象を，電荷の動きを起源として，一つにまとめた学問である。本講義では、物理学を専門としない生命系の学生が身につけておくべき電磁気学といくつかの生命系への適用例を学ぶことを目的とする。課題ごとにデモンストレーションを行い，視覚・感覚的にも理解できるようにする。
There are many analytical, testing and measuring instruments based on electromagnetism used in life systems (medicine, health sciences, biology, etc.). Electromagnetism is science of charge and of the forces and fields associated with charge. Electricity and magnetism are two aspects of electromagnetism. The purpose of this lecture is to learn electromagnetism that non-physics students should acquire and examples of application to some life systems. A demonstration will be given for each subject so that students can understand it visually and intuitively.
電磁気学は、古典力学の"常識"を覆し、現代物理学を拓く礎となった。本講義では、その本質の理解を目的とする。
電磁気学Iでは、時間変動のない「静電場」「静磁場」の物理学を理解する。
前半で「電場」を、後半で「電流」と「磁場」を学んでいく。なお、この世界では未だこの両者の道は交わらない。
Electromagnetism overturned the common sense of classical mechanics and became the cornerstone toward modern physics.
The purpose of this lecture is to understand its essence.
In electromagnetism I, the physics of static electric and magnetic fields "without time variations" is introduced.
"Electric field" is treated in the first half.
"Current" and "Magnetic field" appear in the second half.
In this world, both fields are independent yet.
この科目ではClassroomを使用して講義資料と講義情報を発信します。
授業受講前にClassroomにアクセスし、クラスコードを入力してください。
※本講義のクラスコードは、lrg4zhq です。
１．目的
電磁気学は電気関連工学および物理学を学ぶ者にとって必須の科目である．授業は電磁気学基礎論，電磁気学Ⅰ，電磁気学Ⅱに分けられており，これら3つの科目を受講することにより，統一的に電磁気学を学習することができる．電磁気学Ⅰでは，主に物質中のマクスウェルの方程式を導き，これより真空中では光速で伝搬する電磁波の解が求められる過程を学ぶ．
２．概要
まず真空中の電磁界について理解を深め,次いで誘電体や磁性体などの物質中の静電界および静磁界が誘電率と透磁率を用いて表されることを学ぶと共に，時間的に変化する磁界と電界の振る舞いを学び，物質中のマクスウェルの方程式を導出し，これを用いると電磁波伝搬などの電磁界現象が説明できることを理解する．
３．達成目標等
・真空中の電磁界について、電気双極子、ベクトルポテンシャル、およびビオ・サバールの法則を理解する．
・物質中の静電界および静磁界を求める方法を物理的および数学的に理解する．
・時間変化する磁界に対するファラデーの電磁誘導の法則と時間変化する電界に対する変位電流の法則からマクスウェルの方程式を求める過程を理解する．
・マクスウェルの方程式から伝搬する電磁波の解が導かれることを理解する．
Lecture materials and information including class guidance will be informed using Google Classroom.
The classification code of the Classroom is lrg4zhq.
1. Objective
Electromagnetism is an essential subject for those who learn the electrical-related engineering and physics. It is possible to learn the unified electromagnetism by taking a series classes of electromagnetism basic theory, electromagnetism I (this class), and electromagnetism II. This class mainly aimed to derive the Maxwell's equations in material, and accordingly to learn the electromagnetic wave propagating at the speed of light in a vacuum.
2. Overview
Firstly, to deepen the understanding of electromagnetic field in a vacuum. Secondary, to understand the electrostatic and static magnetic fields in material such as dielectric or magnetic materials, along with learning of dielectric permittivity and magnetic permeability. Thirdly to learn time-varying behavior of electric and magnetic fields and to derive the Maxwell's equations in material. As well, to understand the Maxwell's equations could explain well the time-varying electromagnetic field phenomena such as electromagnetic wave propagation.
3. Goals
- Electromagnetic field in a vacuum: To understand electric dipole, the law of the vector potential, and the Biot-Savart law.
- Electromagnetic field in material: To understand methods of obtaining an electrostatic and a static magnetic fields physically and mathematically.
- Process of obtaining the Maxwell's equations: To understand the process through the law of displacement current associated with electric field and the law of electromagnetic induction to the time-varying magnetic field (Faraday's law).
- Electromagnetic wave propagation: To understand the wave propagation based on the Maxwell's equations.
自然界に存在する4つの基本的な力の1つである電磁気力は、ミクロな物質の性質や構造の理解に不可欠であり、さらには現代社会における科学技術の基盤となっている。電磁気学は、電荷を持った物体がどのようにして力の元となる場を生み出すかを理解するための学問である。本講義では、時間に変動しない静的な電場と磁場を取り扱い、電磁気学の基礎と基本的な考え方を身につける。
Electromagnetic force, one of the four fundamental forces that exist in nature, is essential for understanding the microscopic properties and structure of matter, and it also forms the basis of science and technology in modern society. Electromagnetism is the study of how electrically charged objects create fields of force. In this lecture, we will deal with static electric and magnetic fields that do not vary over time, and will acquire the basics and basic concepts of electromagnetism.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
電磁気学は電気関連工学および物理学を学ぶ者にとって必須の科目である．授業は電磁気学基礎論，電磁気学Ⅰ，電磁気学Ⅱに分けられており，これら3つの科目を受講することにより，統一的に電磁気学を学習することができる．電磁気学Ⅰでは，主に物質中のマクスウェルの方程式を導き，これより真空中では光速で伝搬する電磁波の解が求められる過程を学ぶ．
２．概要
まず真空中の電磁界について理解を深め,次いで誘電体や磁性体などの物質中の静電界および静磁界が誘電率と透磁率を用いて表されることを学ぶと共に，時間的に変化する磁界と電界の振る舞いを学び，物質中のマクスウェルの方程式を導出し，これを用いると電磁波伝搬などの電磁界現象が説明できることを理解する．
３．達成目標等
・真空中の電磁界について、電気双極子、ベクトルポテンシャル、およびビオ・サバールの法則を理解する．
・物質中の静電界および静磁界を求める方法を物理的および数学的に理解する．
・時間変化する磁界に対するファラデーの電磁誘導の法則と時間変化する電界に対する変位電流の法則からマクスウェルの方程式を求める過程を理解する．
・マクスウェルの方程式から伝搬する電磁波の解が導かれることを理解する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
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1. Objective
Electromagnetism is an essential subject for those who learn the electrical-related engineering and physics. It is possible to learn the unified electromagnetism by taking a series classes of electromagnetism basic theory, electromagnetism I (this class), and electromagnetism II. This class mainly aimed to derive the Maxwell's equations in material, and accordingly to learn the electromagnetic wave propagating at the speed of light in a vacuum.
2. Overview
Firstly, to deepen the understanding of electromagnetic field in a vacuum. Secondary, to understand the electrostatic and static magnetic fields in material such as dielectric or magnetic materials, along with learning of dielectric permittivity and magnetic permeability. Thirdly to learn time-varying behavior of electric and magnetic fields and to derive the Maxwell's equations in material. As well, to understand the Maxwell's equations could explain well the time-varying electromagnetic field phenomena such as electromagnetic wave propagation.
3. Goals
- Electromagnetic field in a vacuum: To understand electric dipole, the law of the vector potential, and the Biot-Savart law.
- Electromagnetic field in material: To understand methods of obtaining an electrostatic and a static magnetic fields physically and mathematically.
- Process of obtaining the Maxwell's equations: To understand the process through the law of displacement current associated with electric field and the law of electromagnetic induction to the time-varying magnetic field (Faraday's law).
- Electromagnetic wave propagation: To understand the wave propagation based on the Maxwell's equations.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
電磁気学は電気関連工学および物理学を学ぶ者にとって必須の科目である．授業は電磁気学基礎論，電磁気学Ⅰ，電磁気学Ⅱに分けられており，これら3つの科目を受講することにより，統一的に電磁気学を学習することができる．電磁気学Ⅰでは，主に物質中のマクスウェルの方程式を導き，これより真空中では光速で伝搬する電磁波の解が求められる過程を学ぶ．
２．概要
まず真空中の電磁界について理解を深め,次いで誘電体や磁性体などの物質中の静電界および静磁界が誘電率と透磁率を用いて表されることを学ぶと共に，時間的に変化する磁界と電界の振る舞いを学び，物質中のマクスウェルの方程式を導出し，これを用いると電磁波伝搬などの電磁界現象が説明できることを理解する．
３．達成目標等
・真空中の電磁界について、電気双極子、ベクトルポテンシャル、およびビオ・サバールの法則を理解する．
・物質中の静電界および静磁界を求める方法を物理的および数学的に理解する．
・時間変化する磁界に対するファラデーの電磁誘導の法則と時間変化する電界に対する変位電流の法則からマクスウェルの方程式を求める過程を理解する．
・マクスウェルの方程式から伝搬する電磁波の解が導かれることを理解する．
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1. Objective
Electromagnetism is an essential subject for those who learn the electrical-related engineering and physics. It is possible to learn the unified electromagnetism by taking a series classes of electromagnetism basic theory, electromagnetism I (this class), and electromagnetism II. This class mainly aimed to derive the Maxwell's equations in material, and accordingly to learn the electromagnetic wave propagating at the speed of light in a vacuum.
2. Overview
Firstly, to deepen the understanding of electromagnetic field in a vacuum. Secondary, to understand the electrostatic and static magnetic fields in material such as dielectric or magnetic materials, along with learning of dielectric permittivity and magnetic permeability. Thirdly to learn time-varying behavior of electric and magnetic fields and to derive the Maxwell's equations in material. As well, to understand the Maxwell's equations could explain well the time-varying electromagnetic field phenomena such as electromagnetic wave propagation.
3. Goals
- Electromagnetic field in a vacuum: To understand electric dipole, the law of the vector potential, and the Biot-Savart law.
- Electromagnetic field in material: To understand methods of obtaining an electrostatic and a static magnetic fields physically and mathematically.
- Process of obtaining the Maxwell's equations: To understand the process through the law of displacement current associated with electric field and the law of electromagnetic induction to the time-varying magnetic field (Faraday's law).
- Electromagnetic wave propagation: To understand the wave propagation based on the Maxwell's equations.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
電子情報システム・応物系関連工学を学ぶ者にとって基礎的かつ必須的な科目の電磁気学Ⅰの講義内容にそって, 基礎的問題から応用的具体例についての練習問題を扱い, 実際に各自に毎時間解かせる.これにより, 講義内容の理解を確実にし, 深めるとともに応用力の養成を図る.
２．概要
電磁気学Ⅰで講義する内容に沿って, 基礎的問題から応用的問題を解く．
３．達成目標等
この授業では以下の能力を習得することを目標とする．
・真空中の電磁界について、電気双極子、ベクトルポテンシャル、およびビオ・サバールの法則を理解し, 基礎的問題を解くことができる.
・物質中の静電界および静磁界を求める方法を物理的および数学的に理解し, 基礎的問題を解くことができる.
・時間変化する磁界に対するファラデーの電磁誘導の法則と時間変化する電界に対する変位電流の法則からマクスウェルの方程式を求める過程を理解し, 基礎的問題から応用的問題までを解くことができる．
・マクスウェルの方程式から伝搬する電磁波の解が導かれることを理解し, 基礎的問題を解くことができる.
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1- Purpose
To ensure the understanding of and have practice on the application of the electromagnetism via exercise on various fundamental and applicable problems, following the lecture on electromagnetism I.
2- Overview
To solve fundamental and applicable problems.
3- Achievement target
3-1: To understand and solve the problems on "electromagnetic fields in vacuum", "electric dipole", "vector potential", and "Biot-Savart's law".
3-2: To physically and mathematically understand the processes providing the electrostatic fields and the static magnetic fields in materials, and to solve the related problems.
3-3: To understand the process that the Maxwell's equations can be obtained from the Faraday's law and the Ampere's law, and apply them to fundamental problems.
3-4: To understand the process that the wave equation can be obtained from the Maxwell's equations and apply them to fundamental problems.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
この科目ではClassroomを使用して講義情報を発信します。
担当教員と講義時間は
Aクラス：月曜日 2講時：担当教員 西山 大樹
Bクラス：金曜日 3講時：担当教員 金子 俊郎
Cクラス：月曜日 4講時：担当教員 林 慶
Dクラス：月曜日 3講時：担当教員 津田 理
です。
１．目的
電磁気学は電子情報システム・応物系関連工学を学ぶ者にとって基礎的かつ必須の科目である．授業は電磁気学基礎論，Ⅰ，Ⅱに分けられており，これら3つの科目を受講することにより，統一的に電磁気学を学習することができる．電磁気学基礎論はこの中で最も基礎的な科目であり，マクスウェルの方程式によって体系づけられている電磁気学の基礎について学ぶ．
２．概要
電磁気学を学ぶ上で必須のベクトル解析について復習し，次に真空中の静電界，及び静磁界について学ぶ．また，静電界，静磁界に対するマクスウェルの方程式を導出する．
３．達成目標等
この授業では以下の能力を習得することを目標とする．
・界（場）（ベクトル界，スカラー界）の概念を理解する．
・真空中の静電界，及び静磁界を求める方法を物理的，及び数学的に理解する．
・ガウスの法則，及びアンペアの周回積分の法則からマクスウェルの方程式の積分形と微分形を求める過程と平面電磁波の基礎を理解する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Object
Electromagnetics is a basic and required subject for a person learning the electrical engineering, communication engineering, electronic engineering, and information engineering. Classes are divided into “Fundamentals of Electromagnetic Theory”, “Electromagnetic Theory I”, and “Electromagnetic Theory II”. The electromagnetics can be learned in a unified way by taking these three classes. “Fundamentals of Electromagnetic Theory” is the most fundamental subject of the three. Students can learn the fundamentals of electromagnetic systematized by Maxwell’s equations in this class.
2. Summary
Students can review the vector analysis which is indispensable for learning the electromagnetics and learn the static electric field and the static magnetic field in vacuum. The Maxell’s equations of the static electric field and the static magnetic field are also derived in this class.
3. Goal
This class is targeting to learn the following abilities:
・To understand the concept of the field such as vector field and scalar field
・To understand the method for obtaining the static electric field and the static magnetic field physically and mathematically
・To understand the process of deriving the integral and differential forms of Maxwell’s equation from Gauss’s law and Ampere’s circuital law.
この科目では、Google Classroomを使用して講義・演習資料と講義情報を発信します。
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
Aクラス：金曜日 3講時：担当教員 西山 大樹、松田 信幸
Bクラス：月曜日 2講時：担当教員 金子 俊郎、佐々木 渉太
Cクラス：金曜日 2講時：担当教員 中山 洋平
Dクラス：金曜日 2講時：担当教員 津田 理、長崎 陽
１．目的
電子情報システム・応物系関連工学を学ぶ者にとって基礎的かつ必須的な科目の電磁気学の講義内容にそって, 基礎的問題から応用的具体例についての練習問題を扱い, 実際に各自に毎時間解かせる.これにより, 講義内容の理解を確実にし, 深めるとともに応用力の養成を図る.
２．概要
電磁気学基礎論で講義する内容（ベクトル解析, 真空中の静電界, 真空中の静磁界，静電界・静磁界に対するマクスウェルの方程式の導出，平面電磁波）にそって, 基礎的問題から応用的問題を解く．
３．達成目標等
この授業では以下の能力を習得することを目標とする．
・界（場）（ベクトル界，スカラー界）の概念を理解し, 基礎的問題を解くことができる.
・真空中の静電界，及び静磁界を求める方法を理解し, 基礎的問題を解くことができる.
・ガウスの法則，及びアンペアの周回積分の法則からマクスウェルの方程式の積分形と微分形を求める過程と平面電磁波の基礎を理解し, 基礎的問題から応用的問題までを解くことができる．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
Students solve basic questions and practice questions about the applied specific example along the contents of the class of Electromagnetics which is the basic and required subject for persons learning the electrical engineering, communication engineering, electronic engineering, and information engineering. Students can certainly and deeply understand the contents of the class, and obtain the applied skill in this class.
2. Outline
Students solve basic questions and applied questions along the contents of the class of Electromagnetics (the vector analysis, the static electric field and the static magnetic field in vacuum, derivation of the Maxwell’s equations of the static electric field and the static magnetic field, electromagnetic plane wave).
3. Goal
This class is targeting to learn the following abilities:
・To understand the concept of the field such as vector field and scalar field and to solve the basic question.
・To understand the method for obtaining the static electric field and the static magnetic field in vacuum, and to solve the basic question.
・To understand the process of deriving the integral and differential forms of Maxwell’s equation from Gauss’s law and Ampere’s circuital law, and the basic of the electromagnetic plain wave, and to solve the basic and applied questions.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
授業にはGoogle Classroomを利用（クラスコード cmbrg6e）
１．目的
電子情報システム・応物系関連工学を学ぶ者にとって基礎的かつ必須的な科目の電磁気学Ⅰの講義内容にそって, 基礎的問題から応用的具体例についての練習問題を扱い, 実際に各自に毎時間解かせる.これにより, 講義内容の理解を確実にし, 深めるとともに応用力の養成を図る.
２．概要
電磁気学Ⅰで講義する内容に沿って, 基礎的問題から応用的問題を解く．
３．達成目標等
この授業では以下の能力を習得することを目標とする．
・真空中の電磁界について、電気双極子、ベクトルポテンシャル、およびビオ・サバールの法則を理解し, 基礎的問題を解くことができる.
・物質中の静電界および静磁界を求める方法を物理的および数学的に理解し, 基礎的問題を解くことができる.
・時間変化する磁界に対するファラデーの電磁誘導の法則と時間変化する電界に対する変位電流の法則からマクスウェルの方程式を求める過程を理解し, 基礎的問題から応用的問題までを解くことができる．
・マクスウェルの方程式から伝搬する電磁波の解が導かれることを理解し, 基礎的問題を解くことができる.
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Google Classroom will be used. （classcode: cmbrg6e）
1- Purpose
To ensure the understanding of and have practice on the application of the electromagnetism via exercise on various fundamental and applicable problems, following the lecture on electromagnetism I.
2- Overview
To solve fundamental and applicable problems.
3- Achievement target
3-1: To understand and solve the problems on "electromagnetic fields in vacuum", "electric dipole", "vector potential", and "Biot-Savart's law".
3-2: To physically and mathematically understand the processes providing the electrostatic fields and the static magnetic fields in materials, and to solve the related problems.
3-3: To understand the process that the Maxwell's equations can be obtained from the Faraday's law and the Ampere's law, and apply them to fundamental problems.
3-4: To understand the process that the wave equation can be obtained from the Maxwell's equations and apply them to fundamental problems.