授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 電磁気学に関するより進んだ理解を得るため、電磁波の放射・散乱に関する基礎、ならびに、特殊相対性理論や変分原理を用いた電磁場の記述を取り扱う。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | This course deals with radiation and scattering processes of the electromagnetic wave and representation of the electromagnetic fields by means of the special relativity and the variational principle, for deeper understandings of the electromagnetism. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | この授業では、終了時に学生が以下の能力を身につけていることを目標とします。
1. 電磁波の伝播、放射、散乱についての基本的な概念を説明できる
2. ベクトル解析、共変・反変ベクトル・テンソルの計算ができるようになる
3. 特殊相対性理論との関連のもとで電磁気学の基本的な概念を説明できる |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | By the end of the course, students should be able to do the following:
1. Recognize and recall major concepts of propagation, radiation, and scattering of the electromagnetic waves
2. Be able to manipulate the vector and tensor calculus with covariant and contra-variant components
3. Recognize and recall major concepts of electromagnetism in relation to the special relativity |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | | 1. 序論
Maxwell方程式と電磁気学における単位系について復習する
2. Maxwell方程式と電磁波
電磁ポテンシャルとゲージ変換、真空中の電磁波について学ぶ
3. 電磁波の放射
グリーン関数、遅延ポテンシャル、双極子放射、運動する電荷による放射について学ぶ
4. 電磁波の散乱
トムソン散乱、レイリー散乱、青空と夕焼けについて学ぶ
5. 電磁場と特殊相対性理論
相対性原理、共変形式のMaxwell方程式、相対論的力学について学ぶ
6. 電磁場と変分原理
運動と変分原理、電磁場の変分原理について学ぶ
毎回の授業で行う方程式の導出過程を復習し、必要となるベクトル解析、関数解析について習熟すること。
1. Introduction
Reviews on the Maxwell's equations and units in the electromagnetism
2. Maxwell's equation and the electromagnetic waves
Electromagnetic potentials and gauge transformation, and electromagnetic waves in vacuum
3. Radiation of electromagnetic waves
Green's function, retarded potential, dipole radiation, and radiation from a charged particle motion
4. Scattering of electromagnetic waves
Thomson scattering, Rayleigh scattering, the blue sky and the red sky
5. Special relativity and electromagnetism
Principle of relativity, Maxwell equations in covariant form, relativistic classical mechanics
6. Variational principle and electromagnetism
Variational principles of particle motion and electromagnetic fields
Review derivations given in each lecture, manipulating vector and functional analyses. |
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履修条件
Course Prerequisites | | 電磁気学I, II、電磁気学を履修済みであること。この科目は、日本語で提供されます。（This class is taught in Japanese.）
Students should have finished the related classes, Electromagnetism I, II, and Electromagnetism |
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関連する科目
Related Courses | | 電磁気学I, II、電磁気学、解析力学、力学特論、数理物理学I, II
Electromagnetism I, II, Electromagnetism, Analytical Mechanics, Topics in Mechanics, Mathematical Physics I, II |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 成績評価は以下の方法で行う。
- 課題レポート 50％
- 期末試験（または期末レポート試験） 50％
以上の割合で，総合的に判定する。
Overall grade in the class will be decided based on the following:
- Reports 50%
- Term-end examination (or report) 50% |
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不可(F)と欠席(W)の基準
Criteria for "Fail (F)" & "Absent (W)" grades | | |
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参考書
Reference Book | | 砂川重信「理論電磁気学」（紀伊国屋書店）
ジャクソン（西田稔、寺下陽一訳）「電磁気学」（吉岡書店）
Jackson, Classical Electrodynamics |
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教科書・テキスト
Textbook | | 特に指定しない。講義の内容をまとめたメモを配布する。
Not specified. Handouts of lectures will be distributed. |
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課外学習等（授業時間外学習の指示）
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours) | | | NUCTで配布する講義メモを参考に予習・復習に取り組むこと。 |
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注意事項
Notice for Students | | |
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他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance | | |
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他学科聴講の条件
Conditions for Other department student's attendance | | |
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レベル
Level | | |
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キーワード
Keyword | | |
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履修の際のアドバイス
Advice | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | | 基本的には対面で講義を実施する予定。ただし、コロナウィルスの感染状況に応じて、対面・遠隔（同時双方向型・オンデマンド型併用）講義へ移行する場合がある。 |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class) | | | 教員への質問は、NUCTのメッセージ機能または同時双方向型での質問の機会を活用すること。授業に関する受講生間の意見交換は、NUCTのメッセージ機能などを活用すること。 |
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