目次

まえがき

第1章　電磁気学のあらすじ
　　1-1　予備知識としての 「場」
　　　　1-1-1　潜在的な力の 「場」
　　　　1-1-2　「場」 と近接作用
　　　　1-1-3　「力学」 と 「電磁気学」
　　　　1-1-4　「場」 の表裏：電場 E と電束密度 D
　　1-2　教科書の構図
　　　　1-2-1　「静」 から 「動」 へ
　　　　1-2-2　磁場のみなもとは磁荷から電流へ
　　　　1-2-3　E ↔ B, D ↔ H 対応と E ↔ H, D ↔ B 対応
　　1-3　少しだけ基礎を
　　　　1-3-1　基本的な電場のかたちと磁場のかたち
　　　　1-3-2　重ね合わせの原理
　　　　1-3-3　座標系と 「電磁気学」
　　　　1-3-4　いつも次元 （単位） をつかめ
　　1-4　記号解読のための予備知識
　　　　1-4-1　「マクスウェルの方程式」 は暗号文？
　　　　1-4-2　発 散
　　　　1-4-3　回 転
　　　　1-4-4　「場」 の時間変化

　　第Ⅰ部　静電場の物語

第2章　電荷と電場の物語
　　2-1　電荷とクーロンの法則
　　　　2-1-1　静電気学のもとはクーロンの法則
　　　　2-1-2　クーロン力とニュートンの運動方程式
　　　　2-1-3　クーロン力と重ね合わせの原理
　　2-2　電場と電気力線
　　　　2-2-1　電荷と電場
　　　　2-2-2　電気双極子のつくる電場 （例題2-1）
　　　　2-2-3　円周状に分布する電荷のつくる電場 （例題2-2）
　　　　2-2-4　電気力線と電束線
　　2-3　ガウスの法則 （積分形）
　　　　2-3-1　単電荷とガウスの法則
　　　　2-3-2　立体角とガウスの法則
　　　　2-3-3　「ガウスの法則」 を使って問2-3を解く （例題2-3）
　　　　2-3-4　球殻状に分布する電荷のつくる電場 （例題2-4）
　　2-4　ガウスの法則 （微分形）
　　　　2-4-1　発散とガウスの法則
　　　　2-4-2　発散の効果
　　　　2-4-3　注意事項： ナブラと球座標
　　　　2-4-4　ガウスの定理
　　　　2-4-5　電束密度 D と 「ガウスの法則」

第3章　電位と保存場の物語
　　3-1　静電ポテンシャル、あるいは電位
　　　　3-1-1　保存力としてのクーロン力
　　　　3-1-2　静電ポテンシャル、あるいは電位
　　　　3-1-3　電気双極子のつくる静電ポテンシャル （例題3-1）
　　3-2　エネルギーは電荷がもつ？　あるいは、場がもつ？
　　　　3-2-1　静電エネルギーは電荷分布がもつ
　　　　3-2-2　球面上に電荷分布があるときの静電エネルギー （1） （例題3-2）
　　　　3-2-3　静電エネルギーは電場がもつ
　　　　3-2-4　球面上に電荷分布があるときの静電エネルギー （2） （例題3-3）
　　3-3　保存場の法則
　　　　3-3-1　保存場の法則 （積分形）
　　　　3-3-2　保存場の法則 （微分形）
　　　　3-3-3　ストークスの定理
　　　　3-3-4　回転の効果
　　3-4　ポアソンの方程式とラプラスの方程式
　　　　3-4-1　∇ × ∇φ = 0
　　　　3-4-2　ポアソンの方程式
　　　　3-4-3　境界条件
　　　　3-4-4　巾のある球殻に分布する電荷がつくる静電ポテンシャル （例題3-4）
　　　　3-4-5　電位の極値

第4章　導体と電場の物語
　　4-1　導 体
　　　　4-1-1　導体の特性
　　　　4-1-2　誘起電荷と接地
　　　　4-1-3　クーロンの定理 （例題4-1）
　　4-2　導体と鏡像法
　　　　4-2-1　導体と鏡像電荷
　　　　4-2-2　電位の一義性
　　　　4-2-3　導体平板と点電荷のつくる電位 （1） （例題4-2）
　　　　4-2-4　導体平板と点電荷のつくる電位 （2） （例題4-3）
　　　　4-2-5　球殻による静電遮蔽の場合 （例題4-4）
　　4-3　電気容量とコンデンサー
　　　　4-3-1　孤立した導体の電気容量
　　　　4-3-2　相対する導体の電気容量
　　　　4-3-3　コンデンサーの静電ポテンシャル・エネルギー

第5章　誘電体と電束密度の物語
　　5-1　誘電体
　　　　5-1-1　誘電体の特性
　　　　5-1-2　コンデンサーと誘電体のはたらき
　　　　5-1-3　分極 P
　　　　5-1-4　分極と電気双極子モーメント
　　5-2　電場と電束密度
　　　　5-2-1　誘電体と電場 E
　　　　5-2-2　誘電体と電束密度 D
　　　　5-2-3　誘電率 ε
　　　　5-2-4　境界条件
　　　　5-2-5　誘電体中の電場 E と電束密度 D の測定
　　5-3　いくつかの具体例
　　　　5-3-1　一様な電場内での誘電体板 （例題5-1）
　　　　5-3-2　半無限の誘電体板と点電荷 （例題5-2）
　　　　5-3-3　一様な電場内での誘電体球 （例題5-3）
　　5-4　分極と電束密度、こういうことだ！
　　　　5-4-1　真空、導体、誘電体と電場 E、電束密度 D
　　　　5-4-2　電束密度 D 理解のポイント
　　　　5-4-3　分極 P と近接作用
　　5-5　いくつかの練習問題

　　第Ⅱ部　静磁場の物語

第6章　電流と電気回路の物語
　　6-1　電 流
　　　　6-1-1　電流と磁場
　　　　6-1-2　電流と電流密度
　　　　6-1-3　電荷の保存則と定常電流
　　6-2　オームの法則
　　　　6-2-1　i = σE
　　　　6-2-2　オームの法則の物理
　　6-3　電気回路
　　　　6-3-1　起電力と非保存力
　　　　6-3-2　キルヒホッフの法則とホイートストン・ブリッジ

第7章　電流素片と磁場の物語
　　7-1　電流間の磁気力
　　　　7-1-1　平行電流の法則
　　　　7-1-2　「導線に流れる」 という表現についてのコメント
　　　　7-1-3　潜在的な磁気力の場 B
　　　　7-1-4　ローレンツ力
　　7-2　ビオ・サバールの法則
　　　　7-2-1　電流素片 Idℓ のつくる磁場 B
　　　　7-2-2　電流回路のつくる磁場 B
　　　　7-2-3　極性ベクトルと軸性ベクトル
　　　　7-2-4　円電流のつくる磁気モーメント
　　　　7-2-5　電流素回路
　　7-3　磁場のガウスの法則
　　　　7-3-1　電場 E と磁場 B の類似性から
　　　　7-3-2　磁束と磁束管
　　　　7-3-3　磁場 B のガウスの法則
　　7-4　アンペールの法則
　　　　7-4-1　直線電流とアンペールの法則
　　　　7-4-2　電流素片だけでは 「アンペールの法則」 は成り立たない
　　　　7-4-3　任意の電流回路とアンペールの法則
　　　　7-4-4　ソレノイドの磁場 B とトロイドの磁場 B
　　7-5　ベクトル・ポテンシャル
　　　　7-5-1　電位と磁位
　　　　7-5-2　ベクトル・ポテンシャル A と静電ポテンシャル φ
　　　　7-5-3　直線電流のつくるベクトル・ポテンシャル
　　　　7-5-4　円電流のつくるベクトル・ポテンシャルと磁気モーメント
　　7-6　B or H ?
　　　　7-6-1　「力の場」、「要素の場」 の割り当て方
　　　　7-6-2　次元で比較する
　　　　7-6-3　本書ならびに多くの教科書での 「磁場」 と 「磁束密度」 の使い方
　　　　7-6-4　エールステッドの発見の重要性