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物理学レクチャーコース
電磁気学
Electromagnetism

東京大学名誉教授　工博　前田京剛 著

Ａ５判／400頁／定価4400円（本体4000円＋税10％）／2026年11月15日発行
ISBN 978-4-7853-2419-3　 C3042

　物理学の教育・学びの双方に役立つ21世紀の新たなガイドとなることを目指し、多様化する“大学の講義と学生のニーズ”に応えるテキストとして刊行中の『物理学レクチャーコース』の一冊である。
　本シリーズでは、講義する先生の目線で内容を吟味する編集委員に加え、国立科学博物館認定サイエンスコミュニケーターの須貝駿貴さんと予備校のノリで学ぶ「大学の数学・物理」講師のヨビノリたくみさんに編集サポーターとして加わっていただき、学習する読者の目線で、テキストの内容がよりわかりやすく、より魅力的なものになるように内容を吟味していただいていることも、大きな特徴の一つとなっている。

サポート情報

「物理学レクチャーコース」編集サポーターのお仕事紹介 Part.2
「物理学レクチャーコース」編集サポーターのお仕事紹介 Part.1

目次 （章タイトル）　　→ 詳細目次

　0．電磁気学の歩み
　1．静電場
　2．物質に対する電場の効果
　3．電場のエネルギー・電場中ではたらく力
　4．電流
　5．静磁場
　6．物質に対する磁場の効果
　7．電磁誘導
　8．マクスウェル方程式
　9．電磁ポテンシャルとゲージ変換
　10．電磁波の放射
　11．マクスウェル方程式の境界値問題
　12．交流回路
電磁気学の到達点
　13．相対論
　14．量子論

詳細目次

0．電磁気学の歩み

1．静電場
　1.1　身近な電磁気現象として知られていたこと
　1.2　クーロンの法則
　　1.2.1　クーロンの法則
　　1.2.2　分母のベキはどこまで正確に２か？
　　1.2.3　力が電荷の積に比例することの意味
　　1.2.4　比例定数kについて −電磁気学の単位系I−
　1.3　電場
　　1.3.1　電場
　　1.3.2　最も簡単な場合の電場の求め方
　　1.3.3　電場の表現 −ベクトル場の表現−
　1.4　静電場の方程式
　　1.4.1　ガウスの法則
　　1.4.2　ガウスの法則の近接作用的表現（微分形）
　　1.4.3　静電場の渦なし法則
　　1.4.4　静電場の渦なし法則の近接作用的表現（微分形）
　1.5　静電ポテンシャル（電位）
　　1.5.1　静電ポテンシャル（電位）
　　1.5.2　電場と静電ポテンシャル（電位）の関係
　　1.5.3　ポアソン方程式とラプラス方程式
　1.6　導体と静電容量
　　1.6.1　導体
　　1.6.2　静電容量とコンデンサー（キャパシター）
　本章のPoint
　Practice

2．物質に対する電場の効果
　2.1　分極
　　2.1.1　コンデンサーの電極間に物質を挿入すると？
　　2.1.2　分極と電気変位
　　2.1.3　非一様な場合の分極
　2.2　物質中の静電場の方程式
　2.3　異なる物質同士の境界での境界条件
　2.4　電気双極子モーメント
　　2.4.1　電気双極子モーメントがつくる電場
　　2.4.2　一般の電荷分布の近似としての電気双極子モーメント
　本章のPoint
　Practice

3．電場のエネルギー・電場中ではたらく力
　3.1　電場のエネルギー
　　3.1.1　コンデンサーの静電エネルギー
　　3.1.2　電場のエネルギー密度
　3.2　電場の中ではたらく力
　　3.2.1　マクスウェルの応力テンソル
　　3.2.2　電場のある空間にはたらく力
　　3.2.3　異なる物質の界面にはたらく力
　本章のPoint
　Practice

4．電流
　4.1　電流
　　4.1.1　「電流は電荷の流れ」が定着するまで
　　4.1.2　電流と電流密度
　　4.1.3　電荷保存則（電流保存則）
　4.2　オームの法則
　　4.2.1　オームの法則
　　4.2.2　ジュールの法則
　　4.2.3　オームの法則の微視的表現
　本章のPoint
　Practice

5．静磁場
　5.1　磁気単極子（磁気モノポール）は存在しない
　5.2　磁場は電流がつくる
　　5.2.1　エールステッドの発見
　　5.2.2　ビオ-サバールの法則
　5.3　電流が磁場から受ける力
　　5.3.1　アンペールの発見
　　5.3.2　電流・磁場の単位 −電磁気学の単位系II−
　　5.3.3　ローレンツ力
　5.4　静磁場の方程式 −アンペールの法則−
　5.5　ベクトルポテンシャル
　本章のPoint
　Practice

6．物質に対する磁場の効果
　6.1　磁化
　　6.1.1　ソレノイドコイルの芯に物質を挿入すると？
　　6.1.2　磁化
　　6.1.3　非一様な場合の磁化
　6.2　物質中の静磁場の方程式
　6.3　物質の様々な磁性
　　6.3.1　ラーモアの反磁性（コアの反磁性）
　　6.3.2　キュリー-ランジュヴァンの常磁性
　　6.3.3　パウリの常磁性
　　6.3.4　強磁性体
　6.4　異なる物質の界面での境界条件
　6.5　電気の法則と磁気の法則の対応関係
　　6.5.1　${\boldsymbol E}-{\boldsymbol B}$ 対応と ${\boldsymbol E}-{\boldsymbol H}$ 対応
　　6.5.2　${\boldsymbol D}$ と ${\boldsymbol H}$
　本章のPoint
　Practice

7．電磁誘導
　7.1　電磁誘導
　　7.1.1　ファラデーの発見
　　7.1.2　電磁誘導
　　7.1.3　電磁誘導の理解 −コイルが動く場合−
　　7.1.4　電磁誘導の理解 −磁石が動く場合−
　7.2　インダクタンス
　7.3　磁場のエネルギー・磁場の中ではたらく力
　　7.3.1　ソレノイドコイルに蓄えられるエネルギー
　　7.3.2　磁場のエネルギー密度
　　7.3.3　磁場の中ではたらく力
　本章のPoint
　Practice

8．マクスウェル方程式
　8.1　変位電流
　8.2　マクスウェル方程式
　　8.2.1　マクスウェル方程式
　　8.2.2　マクスウェル方程式の数について
　8.3　電磁波
　　8.3.1　真空中で電場ベクトルと磁場ベクトルが満たす方程式
　　8.3.2　波動方程式
　　8.3.3　電磁波
　　8.3.4　様々な電磁波
　　8.3.5　電磁波のエネルギー
　　8.3.6　電磁波の運動量
　　8.3.7　マクスウェル方程式は因果関係を記述するものではない
　本章のPoint
　Practice

9．電磁ポテンシャルとゲージ変換
　9.1　マクスウェル方程式の書き換え
　　9.1.1　電磁ポテンシャル
　　9.1.2　ゲージ変換
　　9.1.3　ローレンスゲージでのマクスウェル方程式
　9.2　平面波と球面波
　本章のPoint
　Practice

10．電磁波の放射
　10.1　グリーン関数
　　10.1.1　ディラックのデルタ関数
　　10.1.2　ポアソン方程式のグリーン関数
　　10.1.3　マクスウェル方程式のグリーン関数
　10.2　運動する電荷と変動する電流による電場・磁場
　　10.2.1　遅延ポテンシャル
　　10.2.2　遅延ポテンシャルによる電場・磁場
　　10.2.3　電気双極子放射
　　10.2.4　電磁波の放射のその他の例
　本章のPoint
　Practice

11．マクスウェル方程式の境界値問題
　11.1　変数分離法
　　11.1.1　矩形導波管内を進行する電磁波
　　11.1.2　円筒形導波管
　　11.1.3　球対称のポアソン方程式とラプラス方程式の解
　11.2　鏡像法
　本章のPoint
　Practice

12．交流回路
　12.1　キルヒホッフの法則
　12.2　電源
　　12.2.1　電流源と電圧源
　　12.2.2　インピーダンス整合
　　12.2.3　計測器の入力インピーダンス
　12.3　過渡応答
　　12.3.1　コンデンサーと抵抗の回路
　　12.3.2　コイルと抵抗の回路
　12.4　交流回路
　　12.4.1　拡張されたオームの法則
　　12.4.2　複素インピーダンスと複素アドミッタンス
　12.5　代表的な受動素子の回路
　　12.5.1　共振回路
　　12.5.2　フィルター
　12.6　集中定数回路・分布定数回路・立体回路
　本章のPoint
　Practice

電磁気学の到達点

13．相対論
　13.1　相対論が生まれるきっかけとなったこと
　　13.1.1　光の伝播をめぐって
　　13.1.2　マクスウェル方程式のガリレイ変換に対する非共変性
　13.2　特殊相対論
　　13.2.1　特殊相対論の誕生
　　13.2.2　相対論の様々な帰結
　　13.2.3　相対論的力学
　13.3　特殊相対論と電磁気学
　　13.3.1　導入としての例題
　　13.3.2　ローレンツ変換の４次元表現
　　13.3.3　マクスウェル方程式の４次元表現と電磁場テンソル
　　13.3.4　マクスウェル方程式の電磁場テンソルによる表現
　　13.3.5　電場と磁場のローレンツ変換
　　13.3.6　電磁気学の諸法則を相対論の立場から再訪する
　本章のPoint
　Practice

14．量子論
　14.1　古典物理学が直面した困難
　14.2　量子論の世界
　　14.2.1　粒子と波の二重性 −電子と光−
　　14.2.2　定常状態とエネルギー準位
　　14.2.3　電子の量子論 −波動関数（波動場）による表現−
　14.3　電磁場があるときのシュレーディンガー方程式
　　14.3.1　電磁場があるときのシュレーディンガー方程式
　　14.3.2　クーロンゲージ
　　14.3.3　電磁場の運動量の変形
　　14.3.4　量子論におけるゲージ変換
　14.4　AB効果
　14.5　ゲージ場
　14.6　超伝導
　　14.6.1　超伝導現象
　　14.6.2　ゼロ抵抗とマイスナー-オクセンフェルト効果
　　14.6.3　ロンドン兄弟による超伝導の理解
　　14.6.4　巨視的量子現象
　本章のPoint
　Practice

付録A　スカラー場・ベクトル場の微積分
付録B　キャベンディッシュの方法
付録C　マクスウェルの応力テンソルの導出
付録D　cgsガウス単位系

TrainingとPracticeの略解
さらに勉強するために
索引

前田 京剛
まえだ あつたか
1958年 東京都に生まれる。東京大学工学部卒業、東京大学大学院工学系研究科博士課程中途退学。東京大学助手・講師・助教授・准教授・教授などを歴任。専門は物性実験やその応用。

（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）

物理学レクチャーコース
電磁気学入門

電気伝導入門

ベーシック 電磁気学


物理学講義 電磁気学


電磁気学（増補修訂版）


マクスウェル方程式から始める
電磁気学


電磁気学