授業科目名
  電磁波工学
   Electromagnetic Wave Engineering
時間割番号
2564
担当教員名
  榊原　久二男
実務経験
反映科目
O
学科・年次
  工学部 電気・機械工学科
  工学部 創造工学教育課程
  3年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
2
時間割
  前期 火曜7-8限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業（テストを除く）をオンデマンドで実施（全オンデマンド型）】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔（オンデマンド又は同時双方向）】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間，文化，社会を理解し，それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感，高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☑ 4. （高度工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力，新たな知識・技術を習得する能力
☑ 4. （創造工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標
Maxwellの方程式を基礎とする動電磁気（電磁波）をベクトル場として理解する。また，Maxwellの方程式の最も簡単な場合の解である平面波について学び，電磁波の基本的な考え方と基礎事項を習得する。さらに，演習問題を解くことを通じて現象の理解を深め, 応用力を養う。
 
【達成目標】
1. Maxwellの方程式を理解し，電磁現象について説明できる。
2. 電磁波の境界条件を理解し，説明できる。
3. Maxwellの方程式から平面波を導き，その性質を理解し説明できる。
4. 平面波の反射と屈折現象を理解し，説明できる。
 
【関連科目】
学んだ内容を用いる科目：電磁気学，電気磁気学I, II
理解の助けになる科目：マイクロ波工学
授業計画

① ガイダンス，基礎知識の確認，ベクトル解析の基礎

② ベクトル解析、ガウスの発散定理，ストークスの定理

③ 電磁界を⽀配する⽅程式とMaxwellの⽅程式

④ 媒質中の電磁波と境界条件

⑤ ⾃由空間中のMaxwellの⽅程式の解（平⾯波）

⑥ 平面波の性質とエネルギー保存の法則

⑦ 調和振動電磁界の複素表現

⑧ 中間試験とその解説

⑨ Maxwellの方程式の複素表現

⑩ 平⾯波の偏波

⑪ 円偏波、位相速度と群速度

⑫ 平面波の完全導体面による反射

⑬ 2種媒質の平面境界における反射と屈折

⑭ ブルースター角

⑮ 期末試験とその解説

 

自動車メーカーの研究所に在籍した経験を持つ教員が、実際の企業現場における、電波センシングなどの電磁波技術を利用した製品開発の実務経験を踏まえて講義を行う。

 

成績評価の方法

中間試験(50点)と期末試験(50点)により，合わせて60％以上の理解でC判定以上とする。但し, 期末試験の受験資格は，中間試験を受けていることとする。

中間試験で達成目標１，２についての理解度を，期末試験で本科目における学習内容全体（１，２，３）の理解度を評価する。

成績評価の基準
秀　 達成目標を超えた成果を上げている　100点～90点
優　 達成目標に十分達している　　　　　89点～80点
良　 達成目標に達している　　　　　　　79点～70点
可　 達成目標に概ね達している　　　　　69点～60点
不可 達成目標に達していない　　　　　　59点以下

■ 中間試験（ 100 点満点，全体の 50 点になるように換算）

● ベクトル解析の計算ができる。 【 20％（達成目標１）（授業 ①，②) 】

● 数式で表された Maxwell の方程式の物理的意味を理解でき，電磁理論（ファラデーの法則，アンペアの法則）から， Maxwell の方程式を導出できる。 【 20 ％（達成目標１） ( 授業③ ） 】

● 2 つの異なる媒質が接する境界における境界条件を導出できる。 【 20％（達成目標２）（授業④ ） 】

● Maxwell の方程式から平面波を導き，その性質を理解し説明できる。 【 20％（達成目標1，３） (授業⑤ ) 】

● 電磁現象におけるエネルギー保存の法則を導出できる。 【 20％（達成目標１，3） (授業 ⑥ ) 】

● Maxwell の方程式の微分表現から複素表現に変換ができる。 【 20％（達成目標１，３） (授業⑦，⑨ ) 】

  

■ 期末試験（ 100 点満点，全体の 50 点になるように換算）

● 円偏波・直線偏波を理解し，右旋・左旋の識別，軸比，交差偏波識別度を計算できる。 【 30％（達成目標３） (授業 ⑩，⑪ ) 】

● 位相速度と群速度の意味を理解し，導出できる。 【 20 ％ （達成目標３） （授業⑪） 】

● 完全導体面における平面波の反射を計算し，完全導体正面における電磁界分布を理解し，計算できる。【25%（達成目標２，３）（授業⑫）】

● 2種媒質境界における平面波の反射・屈折を計算し，電磁界分布を理解し，計算できる。【25%（達成目標２，３）（授業⑬，⑭）】

 

 

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項
事前学修：テキスト予習（120分）
事後学修：Moodleに掲げたPDFファイル資料を参考に、各自の授業ノートを完成させる。（120分）
授業計画、成績評価及び基準の詳細は、第1回目の授業時間のガイダンスにて説明。
教科書