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科目の基本情報

開講年度	2020 年度
開講区分	工学部電気電子工学科／総合工学科電気電子工学コース・専門教育

受講対象学生	学部(学士課程) : 3年次
選択・必修	選択
授業科目名	光・電磁波工学
	ひかり・でんじはこうがく
	Optical/Electromagnetic Wave Engineering
単位数	2 単位
ナンバリングコード	EN-ECOM-3

開放科目	非開放科目
開講学期	前期
開講時間	木曜日 3, 4時限
開講場所	工学部12番教室
担当教員	村田　博司（工学研究科電気電子工学専攻）
担当教員	MURATA, Hiroshi
SDGsの目標

学修の目的と方法

授業の概要	本講義では，通信，放送、照明，ディスプレイ，加工，医療、分光計測など，広範な領域で活用されている光・電磁波の振る舞いについて学習する。電磁気学の基本法則である Maxwellの方程式から出発して波動方程式を導出して、電磁波の基礎伝搬特性について学ぶ。さらに、電磁波の発生や伝搬のメカニズムについても学習する。具体的には，電磁波の波動性がもたらす屈折，反射，干渉や回折などの効果を学習し，光ファイバーや導波管内での電磁波の伝搬について学習する。また，ダイポール放射やアンテナの放射特性についても学習する。最後に，光・電磁波関連の最新の話題についても学習する。
学修の目的	光・電磁波の物理現象について理論的に理解すると共に，具体的な光・電磁波の応用分野について理解することを目的とする。
学修の到達目標	光・電磁波の物理現象について理論的に理解すると共に，具体的な光・電磁波の応用分野について理解することを到達目標とする。
ディプロマ・ポリシー	○ 学科・コース等の教育目標 ○ JABEE 関連項目　多面的な思考能力と素養：日本や世界各国の種々の時代や地域には、多様な考え方が存在していることを学び、様々な立場から互いの意見を尊重して相互に理解できる。【認知的領域】　技術者倫理：電気電子工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【情意的領域】 ○基礎知識と専門知識：数学、自然科学、情報技術、並びに電気電子工学に関する基礎及び専門知識を修得し、それらの知識を応用できる。【認知的領域】 ○デザイン能力・ものづくり能力：電気電子工学の基礎と専門知識を基にして、関連した情報の収集を図り、課題を解決する手法を提案でき、それに基づいて「ものづくり」を行える。【技能表現領域】　コミュニケーション能力：実験した内容や考察した内容、調査した内容を図、表等を利用して文書により表現し、他人に説明できる能力、討論を行える。専門とする分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる。【技能表現領域】 ○自主的継続的学習能力：電気電子工学に関連する種々の分野に関心を持ち、未知な分野が広がっていることを感じて、自主的、継続的な学習が必要であることを認識できる。【情意的領域】　制約下での仕事の推進・統括：電気電子工学分野の基礎に関する与えられた課題または自ら設定した課題について、計画的に物事を進め、期限までにまとめて報告書を提出できる。【認知的領域】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力　幅広い教養 ○専門知識・技術 ○論理的・批判的思考力コミュニケーション力 ○表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力 ○問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観
成績評価方法と基準	レポートおよび中間試験(40点)と期末試験(60点)の総計100点のうち，60点以上を合格とする。ただし，５回以上欠席した者は対象外とする。
授業の方法	講義
授業の特徴	PBL 特色ある教育英語を用いた教育
授業改善の工夫
教科書	板書にて講義のため教科書は指定せず。
参考書	「光・電磁波工学」（西原浩，オーム社）「電波工学」（安達三郎，森北出版）「電磁波工学」（安達三郎，コロナ社）「光・電磁波工学」（鹿児嶋憲一，コロナ社）「宇宙通信および衛星放送」（小林英雄共著，コロナ社）
オフィスアワー	毎週月曜日10：00～13：00
受講要件
予め履修が望ましい科目	「基礎電磁気学及び演習」，「電磁気学Ⅰ及び演習」，「電磁気学Ⅱ及び演習」
発展科目
その他

授業計画

MoodleのコースURL

キーワード	マクスウェルの方程式，波動方程式，電磁波，屈折，反射，干渉，回折，伝搬モード，導波管，光ファイバ，アンテナ，放射
Key Word(s)	Maxwell's equation, wave equation, electromagnetic wave, refraction, reflection, interference, diffraction, propagation mode, waveguide, optical fiber, antenna, radiation
学修内容	第１回：ガイダンス（講義内容とスケジュールの確認、光・電磁波についての概説）第２回：光・電磁波の基本概念（波長，周波数，速度，波数ベクトル）第３回：Maxwellの方程式と電磁波（波動方程式の導出）第４回：電磁波の伝搬とポインチングベクトル第５回：偏波・偏光、位相速度と群速度第６回：電磁場の境界条件第７回：電磁波の反射（完全導体）第８回：中間試験第９回：電磁波の誘電体への入射（反射・透過）第１０回：電磁波の誘電体への斜入社（TE波、TM波）第１１回：電磁波の良導体への入射、表皮厚さ（Skin depth) 第１２回：伝送線路の基礎（多連結線路と単連結線路）第１３回：平行平板線路、同軸線路、導波管、誘電体導波路第１４回：アンテナの基礎第１５回：種々のアンテナ期末試験
事前・事後学修の内容	各回の学習内容についての資料の事前学習（予習）と事後学習（復習）を実施

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