電磁気学群

電磁気学は「場」の概念を用いて身の回りに溢れる多彩な電磁気現象を電場·磁場について記述する理論体系である。電荷の局所的な保存則を満たしながら時間変化する電荷密度および電流密度分布を源とする電場·磁場が満たす4組の連立偏微分方程式であるMaxwell方程式の成り立ちとそれによる多彩な電磁気現象への応用を、電磁気学群を構成する科目を積み上げながら段階的に学ぶ。

物理学では、高等学校の物理で学んだ電気・磁気の内容のうち、「静止した電荷が作る静電場」に範囲を絞り、「ベクトル解析」という新たな数学的道具立てを用いてそれらの「場の構造」を明確にしながら、より論理的に捉え直し、電磁気学1の準備とする。

電磁気学1では、「物理数学1B」で学んだベクトル解析の知識、および「物理学」で学んだ静電場、静磁場の知識をもとに、真空中における電磁場を記述する4組の偏微分方程式であるMaxwell方程式を学ぶ。

電磁気学2では、誘電体および磁性体中の電磁気学について学び、物質中におけるMaxwell方程式の習得、理解を目的とする。また、電磁気学におけるいくつかの特殊な技法の会得も目指す。

電磁気学3では、 電磁気学1、2で学んだ内容（真空中・物質中のMaxwell方程式）をもとに、時間に依存する電磁現象、特に電磁波について、伝播現象（真空中、物質中、限られた空間、界面）と輻射現象（発生メカニズム）を学び、電磁波と物質の相互作用について基本的理解を得る。特殊相対論入門として電磁気学と相対論の関係を学び、電磁気学についてより深く理解する。

相対論では、「電磁気学3」で学んだ電磁波を用いて特殊相対性理論の必要性を説明し、相対論的力学とともに、相対論を用いて電磁気学が自然に説明できることを学ぶ。