電磁気学を固める
初めに
いつかの記事で言いましたが, 物理の編入試験に電磁気が確定で出題されるため, 電磁気を勉強しなければならないわけです. 一人じゃ理解できないなんて弱音は吐いてられないので, 比較的時間がある２年生のうちにゆっくりと電磁気の理論は固めておこうと思った次第です. 問題は解けなくていいから, 電磁気に出てくる物理量らのつながりを数式とイメージで繋げられるようにすることを目標に勉強していこうと考えています. 問題を解くのはまた別の機会でやれたらと思っています.
この記事では使用する教科書の紹介だけになると思います. 僕が読んだ感想は次回以降の記事でかけたらと思っています. そのため, 今回は特に面白くない記事になるかなーと. 現在の僕と同じく, 電磁気を勉強しようと思っている方は教科書選びの参考にしていただけたらと思います.
使用書籍について
概要
今回は 物理入門コース 電磁気学 I・II 長岡洋介 著 という教科書を使用しています. 理系大学生が読む王道の教科書ですね.
なぜ電磁気はこの教科書にしたのか. 理由は簡単で, ヨビノリたくみさんがオススメしていたからです. 特に初学者にオススメらしいので.
これは少し読んでみての感想ですが, １冊が薄いので勉強するモチベーションが下がらないです. I の方では時間変化のない電磁気についてが, II の方では時間変化を許した電磁気についてが, とそれぞれ別本に分かれているのもいいですね.
ちなみにかなり前から「よくわかる初等力学」という教科書を買うついでに「よくわかる電磁気学」という教科書も買っていたのですが, 本自体が分厚く, 読むのは今じゃないなと読むのを先送りにしていました. そういう意味では本の厚さは大事だと思いますね.
教科書の概要についてのお話はここまで. 次にこの教科書で使う数学のレベルについて語りたいとおもいます.
数学のレベルについて
はい, ご存知の通り電磁気でベクトル解析はじゃんじゃん出てきます. 僕が書いてる記事に ベクトル解析への一歩として というものがあります. まだシリーズは完結してません. ですが, 教科書内で使うベクトル解析（特に勾配, 発散, 回転 など）のイメージは理解できてます. なぜでしょう. 理由は単純で, ベクトル解析に必要な線形代数の知識が自分が思っていたより少なかったからです. より詳しく言えば, 内積と外積さえ理解していればあとは微積の知識で理解できるくらい簡単なベクトル解析のみ使われていた というのが本当の理由でしょうか.
もちろんこの教科書は数学の教科書ではないため, ある程度厳密性にかけるような説明はあるでしょうが, イメージを理解するうえでは十分な内容だとおもいます.
本当のところ, イメージ付けはこの本ではなくヨビノリたくみさんの講義動画でほとんど身につきました. 流れとしては, ヨビノリさんの動画を見た後に本で電磁気とからめたベクトル解析の補足を読んだ感じです. せっかくなのでヨビノリさんのベクトル解析（入門）の講義を紹介しときますね.
内積と外積の復習から入ってくれる講義ですので, 線形代数が不安な方でも安心して見られると思います. 連続講義で講義時間が長いため１日にすべて見ようとすると大変ですし疲れます. ですので１日２本ほど見ていければ十分ですね.
微積に関しては高校数学の範囲が理解できてたら十分ですね. 実際僕は積分の計算方法を知りません. つまり, 数式がどんな操作を意味しているのかさえ理解できていれば十分ってことです. 実際に自分がベクトル解析の計算を行うわけではないので 笑
先ほどのは積分に関してのお話ですが, さすがに微分の知識は必要かなーと思います. そもそもベクトル解析を勉強しようとしている人に微積がわからないなんて人はいないですよね 汗
最後に
そんなこんなで今回は電磁気学の教科書を１つ紹介させていただきました.
使用する数学のレベルは確かに高いですが, この本だけではなく YouTube の動画などを活用して数式の物理的意味とイメージをつかんでいけたらとおもってます. でないとつまらなくて勉強が進まないですからね.
こんなことは言わなくてもいいでしょうが, 皆さんは僕みたいに最初から物理から入らずある程度数学, 特にベクトル解析を勉強してから物理の勉強に入るようにしましょう. 特にベクトル解析は様々な物理学を構成する数学と言っても過言でないと思います. 特に電磁気学はそれに該当しますね. 高校数学と比べて発展的な数学を使うことで, 考えたい物理現象をより詳しく数式で表すことができたりするなど嬉しいことが他にもたくさんあります. そのため電磁気を勉強するモチベだけでなく, 数学も勉強しようとするモチベも保つのも僕の仕事だなーと思ってます.
といってもベクトル解析自体は３年生の授業にあるのでほとんど予習だと思って気楽に勉強してきます.
余談になってしまいますが, 実際いま２年生の授業で行っている線形代数は１年生の頃に線形代数を予習していたことによって楽できてます. もちろん楽できているのは理論だけで, 問題を解くというフェーズは他のみんなと同じなんですけどね. しかし予習の勉強に入り込み過ぎると学校の授業の勉強が怠ってしまうという落とし穴が存在するため, やりすぎないように注意しないとですね 笑
それではまたー
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