理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC200XE（電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 200）電磁気学基礎Basic Electromagnetism
品川 満Mitsuru SHINAGAWA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H6105 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 木2/Thu.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
応用情報工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
This course deals with the basics of electromagnetism for understanding the hardware of embedded systems. Hardware of embedded systems are composed of electronic devices and electronic circuits. The operating principle of these electronic devices and electric circuits is based on electromagnetism.
【Goal】
Learn the basic concepts of electricity such as electric charge, electric current, electric field, and magnetic field, and various electromagnetic laws related to them. The goal of the lecture is to finally reach Maxwell's equation, which expresses the behavior of electromagnetic waves.
【Learning activities outside of classroom）】
The standard time to spend preparing and reviewing this lesson is 4 hours. Look up related technologies in advance with reference books. Read back the lecture materials from the last time and review them thoroughly.
【Grading Criteria /Policy】
Grades are evaluated based on final exams, tests, and final reports. 70 points for the final exam or final report assignment, and 30 points for the tests. Pass 60 points or more. Attendance rate of 70% or higher is required for grade evaluation.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
スマートフォン、タブレットPC、テレビ、冷蔵庫などの組込システムは多種多様な電子デバイスと回路技術によって構成されている。これらの電子デバイスおよび電気回路の動作原理は、すべて電磁気学に立脚している。電磁気学の基礎を学ぶことにより、情報電子機器の動作の理解が深まる。
到達目標Goal
電荷、電流、電界、磁界といった電気の基本概念とこれらに関わる様々な電磁気の法則を一つ一つ理解し、最終的に電磁波のふるまいを表すマックスウエルの方程式にたどり着くことを講義の目標とする。
Learn the basic concepts of electricity such as electric charge, electric current, electric field, and magnetic field, and various electromagnetic laws related to them. The goal of the lecture is to finally reach Maxwell's equation, which expresses the behavior of electromagnetic waves.
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
電磁気学の歴史、電荷と磁荷、電位と電流、電界と磁界など電気と磁気を対比しながら講義を進める。最先端研究の例や情報工学への活用例にも触れ、電磁気学を学ぶ意義を確認する。講義形式を主体とし、適宜小テストや課題提出を行う。
リアクションペーパー等におけるコメントは適宜授業内で紹介し、授業内容の理解に活かします。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]：電磁気学の歴史
電気と磁気の発見とその利用、小テスト
第2回[対面/face to face]：ガウスの法則と電場
演算子ナブラ∇の理解、∇を使って電場の発散を求める、小テスト
第3回[対面/face to face]：静電ポテンシャル
電位、スカラーポテンシャルを理解する、小テスト
第4回[対面/face to face]：静電場のエネルギー
ポアッソン方程式、コンデンサ、エネルギーを学ぶ、小テスト
第5回[対面/face to face]：定常電流
定常電流と保存則、オームの法則、起電力、小テスト
第6回[対面/face to face]：静磁場
エルステッドの発見とアンペールの法則、小テスト
第7回[対面/face to face]：重要事項理解度確認
第１回から第６回の小テストを解くことで、重要事項の理解度を確認する
第8回[対面/face to face]：電流にはたらく磁場の力
アンペールの力、ローレンツ力、小テスト
第9回[対面/face to face]：時間的に変動する電磁場
変位電流、ファラデーの電磁誘導を理解する、小テスト
第10回[対面/face to face]：電磁気学の基本法則
マックスウエルの方程式、電磁波の存在、無線通信の基礎を学ぶ、小テスト
第11回[対面/face to face]：電磁波
波動方程式、平面波などを用いて電磁波の理解を深める、小テスト
第12回[対面/face to face]：電磁波のエネルギー
ポインティング・ベクトル、ガウスの定理、小テスト
第13回[対面/face to face]：重要事項整理
小テストの解法を説明し、重要事項を整理する
第14回[対面/face to face]：重要事項理解度確認
小テストをベースとした発展問題を解き、重要事項の理解度を確認する
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】関連する箇所を参考書で事前に調べる。また、前回講義資料を読み返し、しっかり復習しておくこと。
The standard time to spend preparing and reviewing this lesson is 4 hours. Look up related technologies in advance with reference books. Read back the lecture materials from the last time and review them thoroughly.
テキスト（教科書）Textbooks
毎回の講義で使用する資料は、講義中に配布する。そのほか変更がある場合には、授業内でアナウンスする。
参考書References
砂川重信著「電磁気学の考え方」岩波書店
ファインマン著 「ファインマン物理学III」岩波書店
成績評価の方法と基準Grading criteria
期末試験あるいは最終レポート課題７０点、および小テスト３０点とし、６０点以上を合格とする。なお、成績評価に７０％以上の出席率が必要。
Grades are evaluated based on final exams, tests, and final reports. 70 points for the final exam or final report assignment, and 30 points for the tests. Pass 60 points or more. Attendance rate of 70% or higher is required for grade evaluation.
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
式の導出よりも、電磁場のイメージが伝わるようにわかりやすい講義とする。小テストは講義の内容およびレベルに合わせる。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特に使用しない。
その他の重要事項Others
電磁波の基盤となる電磁気学を、企業での研究開発経験を基に、わかりやすく講義する。式変形だけにとどまらず、定性的な意味づけ、実際の通信システムへの実用例についても解説する。オンラインでの開講となった場合、オンライン授業の方法や授業計画の変更、成績評価方法の変更などについては、学習支援システムでその都度提示する。担当教員から学習支援システムを通じた連絡がないか、日ごろからよく確認するようにしてください。