電磁気学で最初にマクスウェル方程式を学ぶメリットについて解説。

マクスウェル方程式から始める

こんにちは。今回は

電磁気学で最初にマクスウェル方程式を学ぶメリット

について解説したいと思います。

私自身がこのスタイルを好きになったのは

次の本を読んだことがきっかけでした。

ここからはこの本の主張する（わたしも賛同する）スタイルについて

簡単にですが解説していきたいと思います。

従来の電磁気学の学び方

マクスウェルの方程式に使われてる数学は

大学１，２年生に取って新しい内容のものが多いです。

（勾配、発散、回転など）

なのでこれらを理解するために少し時間を取って学ぶ必要があります。

そのため数多くの参考書や授業では、

まずクーロンの法則などの個々の電磁気現象を学び、

最後にマクスウェル方程式（＋使われている数学）を学ぶ

という心理的負担の少ない流れになってます。

従来の方法でのデメリット

しかしこの方法には致命的な弱点があります。

• 電磁気現象をつまみ食いで理解したために、電磁気学が全体としてどのような学問なのか理解できない。
• 最後にマクスウェル方程式を学ぶので、マクスウェル方程式の扱いを上手になれないまま試験を迎え、結局電磁気が嫌いになる。

この方法は、電磁気学に用いられる数学が難しくて扱えない

高校生のための妥協的なカリキュラムだと考えます。

心理的負担の少ない勉強の順番ではなく、

心理的負担を最後に全部押し付けただけでした。

なので夏休み最終日に宿題を終わらせなければならない

ほどのストレスが掛かってしまいます。

古典力学ではどのように学んだか

その証拠に、古典力学では最初に運動の法則（運動方程式）を学び、

それを様々な力学現象に当てはめていくスタイルで学んだと思います。

運動方程式もマクスウェル方程式も証明のできない基本原理であり、

基本原理　⇒　個々の現象

の流れで理解するのが適切だと考えます。

あらゆる個々の現象を問題なく説明できることでようやく

基本原理の妥当性が認められます。

数学が難しいことについて

これに関しては、

慣れてないから難しく感じるだけ。数学にさっさと慣れるべし！

と声を大にして言いたいです。

九九、筆算、2次方程式、微分積分、、、

どれも最初は難しかったはずです。

ですが、たくさん練習を重ねることで

いまでは使いこなせるようになったことだと思います。

結局、経験量が物を言うんです。

なので、最初にマクスウェル方程式を学んでしまい、

個々の電磁気現象の問題を練習としてたくさん解いて慣れる。

こうすれば、期末試験の頃には

電磁気学を不必要に難しいと感じることはなくなっていると思います。

結論

• 最初にマクスウェル方程式、関連する数学を学ぶ
• 個々の電磁気現象の問題を通じてマクスウェル方程式を習得する

これが最適で最速の学習ルートだと考えます。

先ほど紹介した本では、

最初にマクスウェル方程式に関連する数学を

とっても丁寧に解説しています。

そして個々の電磁気現象の問題や様々な法則を

マクスウェル方程式から自然に解かれる・導かれる

様子も詳しく解説しています。

この本のおかげで電磁気学を

つまずくことなくマスターできました！

もし興味がありましたら

マクスウェル方程式から始める電磁気学

チェックしてみてください。