科目名[英文名]
電磁気学応用   [Electromagnetism and its applications]
区分	工学部専門科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	2～4	開講時期	1学期
授業形態	1学期	時間割番号	022252
責任教員 [ローマ字表記]
生嶋 健司   [IKUSHIMA Kenji]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

電磁気学は、理工系の技術や研究の基盤の1つである。本講義は、生体医用システム工学の専門分野に必要な電磁気学の基礎と応用を身に付けることを目標とする。1年次に学習した電磁気学概論を基礎とし、物質を含む電気・磁気的な現象の本質を理解し、実際の生体工学における具体的応用の場面で自らモデル化して考える能力を養成することを目指す。講義では、電磁気学と生体医用工学との関連性を議論しながら、授業と演習を実施する。

到達基準

到達基準を以下に記す。 （１）電磁気学の基本法則（マクスウェル方程式）の物理的意味を説明できること。 （２）導体や誘電体を含む静電的な現象を説明できること。 （３）磁性体を含む静磁気的な現象を説明できること。 （４）時間変化する電磁気現象を記述し、説明できること。 本科目のディプロマ・ポリシーの観点：履修案内のカリキュラムマップを参照してください。

授業内容

第1回　はじめに：医療技術と電磁気学 第2回　電場や磁場をベクトル場として表現する 第３回　電磁気学の基本法則I：ベクトル場の積分で表現する 第４回　電磁気学の基本法則II：ベクトル場の微分で表現する 第５回　時間変化のない電場（静電場）の現象：電気双極子 第６回　時間変化のない電場（静電場）の現象：導体のある場合 第7回　時間変化のない電場（静電場）の現象：誘電体のある場合 第8回　時間変化のない磁場（静磁場）の現象：ベクトルポテンシャル 第9回　時間変化のない磁場（静磁場）の現象：ビオ・サバールの法則 第10回　時間変化のない磁場（静磁場）の現象：磁性体のある場合 第11回　時間変化する電磁気現象：物質中のマクスウェル方程式 第12回　時間変化する電磁気現象：電磁誘導とインダクタンス 第13回　時間変化する電磁気現象：波動方程式と電磁波I 第14回　時間変化する電磁気現象：波動方程式と電磁波II 第15回　まとめ

履修条件・関連項目

１年次科目の「工学基礎数学」と「電磁気学概論」の内容を理解していることを前提とする。 授業時間３０時間とレポート課題の授業外学習時間に加え、教科書や後述の参考書を使って本学の標準時間数に準ずる予習・復習を行うこと。

テキスト・教科書

小宮山進、竹川敦　「マクスウェル方程式から始める電磁気学」（裳華房）

参考書

振動や波動に関する良書は他にもあるので、各自で自分にあった参考書を見つけてください。さらに高度な電磁気学を学びたい人は「理論電磁気学」　砂川重信　（紀伊国屋書店）もお薦めです。また、英語で理工系学問を学んでいくことも推奨します。例えば「The Feynman Lectures on Physics, Volume II, mainly electromagnetism and matter (Feynman, Leighton, Sands)」は無料でオンライン購読できます。 http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

成績評価の方法

対面講義が開始され、期末試験が可能になった場合は、授業内の小テスト・課題（４０点分）＋期末試験（６０点分）の合計点で評価する。オンライン講義のみの場合、各回の授業内小テスト・課題の合計点で評価する。

教員から一言

医療機器の多くが電磁気現象を測定したり、利用したりしています。また、私たちの体の中でも電気・磁気信号が絶え間なく発生し、情報を処理したり、筋肉を動かしたりしています。電場や磁場は目に見えないため、ボールの運動を追う力学現象に比べて直観的に分かりにくいでしょう。また、電磁気学のトピックスは、電気回路、磁気回路、光・電波など多岐にわたっています。しかしながら、電磁気学の法則はマクスウェル方程式というたった４つの式にまとめられています。この基本法則の意味をよく理解し、数学的知識と合わせて具体的問題に活用することができれば、理工学分野における様々な場面で役立ちます。

キーワード

オフィスアワー

From 11:00 to 13:00. emailによる質問も可能。

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

語学学習科目

更新日付

2020/04/28 17:38:12