例解 電磁気学演習

構成数 : 1

物理を学ぶ人のために

はじめに

1 電荷にはたらく力

1-1 クーロンの法則

〔ワンポイント〕電荷の単位クーロン(C)

1-2 ベクトル

1-3 重ね合わせの原理

【コーヒーブレイク】逆2乗則

2 静電場の性質

2-1 点電荷のつくる電場

〔ワンポイント〕よく使われる近似式

2-2 連続分布する電荷のつくる電場

〔ワンポイント〕線積分・面積分・体積積分

2-3 電気力線

〔ワンポイント〕立体角と電気力線の数

2-4 ガウスの法則

〔ワンポイント〕偏微分

2-5 電位

〔ワンポイント〕r^n のx,y,zについての偏微分

2-6 静電エネルギー

〔ワンポイント〕点電荷の静電エネルギー

2-7 電気双極子

【コーヒーブレイク】4つの力

3 静電場の微分法則

3-1 微分形の静電場の法則

3-2 ポアソンの方程式

4 導体と静電場

4-1 導体のまわりの静電場

〔ワンポイント〕避雷針

4-2 電気鏡像法

4-3 電気容量

4-4 コンデンサー

4-5 静電場のエネルギー

5 定常電流の性質

5-1 定常電流

〔ワンポイント〕抵抗率の温度変化

5-2 導体中の電流分布

〔ワンポイント〕電気抵抗Rと電気容量C

【コーヒーブレイク】メゾスコピック系の電気伝導

6 電流と静磁場

6-1 磁場中の電流にはたらく力

〔ワンポイント〕磁場中の回路にはたらく偶力

6-2 運動する荷電粒子にはたらく力

6-3 電流のつくる磁場

6-4 磁気双極子

6-5 アンペールの法則

〔ワンポイント〕アンペールの法則とエネルギー保存則

6-6 ベクトル・ポテンシャル

〔ワンポイント〕ベクトル解析の公式

【コーヒーブレイク】アハラノフーボーム効果

7 電磁誘導の法則

7-1 電磁誘導の法則

7-2 自己誘導

7-3 相互誘導

7-4 静磁場のエネルギー

7-5 変動する電流

〔ワンポイント〕複素数と複素平面

【コーヒーブレイク】光の速さ

8 マクスウェルの方程式と電磁波

8-1 変位電流

8-2 マクスウェルの方程式

8-3 電磁場のエネルギー

〔ワンポイント〕電磁場の運動量

8-4 電磁波

9 物質中の電場と磁場

9-1 分極と電束密度

9-2 誘電体と静電場

9-3 磁性体と静磁場

10 変動する電磁場と物質

10-1 物質中のマクスウェルの方程式

10-2 物質中の振動電場と電磁波

問題解答

付表1 電磁気学のおもな物理量と単位

付表2 基礎的な物理定数

索引