2016年度 電磁気学基礎1 A   Fundamentals of Electromagnetism 1

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開講元
理工系教養科目
担当教員名
吉野 淳二 
授業形態
講義
メディア利用
 
曜日・時限(講義室)
火1-2(H136)  
クラス
A
科目コード
LAS.P103
単位数
1
開講年度
2016年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2016年4月27日
講義資料更新日
2016年11月16日
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

 本講義ではクーロンの法則から出発し,静電場と静磁場について講義する。
 電磁気学は自然を理解するための重要な学問である。また,専門コースでの理学,工学,生命科学を学ぶ上での必須の基礎学問である。本講義では,電荷がつくる電場と電流がつくる磁場の概念と,その数学的記述を修得し,これを基に電気磁気現象を理解し,未知の電気磁気学問題を解く能力を養う。

到達目標

 本講義を履修することにより,以下の知識と能力を修得する。
1) 電場,電位,静電エネルギー,磁束密度,磁気モーメントなどの概念を正しく理解し,数学的に表現できる。
2) 電場に関するガウスの法則とビオ・サバールの法則を正しく理解し,電場や磁束密度を求めることに応用できる。
3) 方程式で表された電気磁気学問題の数学的解を求めることができ,数学的解が意味する物理を説明できる。

実務経験のある教員等による授業科目等

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キーワード

クーロンの法則,電場,ガウスの法則,電位,導体,コンデンサー,電気容量,静電エネルギー,電流,磁気力,磁束密度,磁気モーメント,ビオ・サバールの法則

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

 各講義の2/3は基礎的内容について,残る1/3は発展的応用的内容についての解説に充てる.講義内容の確実な理解と応用力を養うために,講義内容に関連した演習問題を物理学演習第二で出題する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 イントロダクション,Coulombの法則と電場 電場の概念を説明せよ。任意の電荷分布に対して電場を求める方法を示せ.
第2回 面積積分とGaussの法則の積分形 電場に関するガウスの法則を説明せよ
第3回 電場の発散と電位 電場の発散と電荷の関係を説明せよ.電位の概念と電場との関係を説明せよ.
第4回 電位勾配と電場.回転と保存場の条件 等電位面,電場,電位勾配の関係を理解すること.回転をもつ場の物理的なイメージを理解すること,回転を用いて保存場か否かを判断できる.
第5回 導体の性質とその電場に対する応答 平衡状態での導体内の電場と電位を説明せよ。
第6回 コンデンサーとその静電容量,絶縁体中の静電場 コンデンサーに蓄えられる電荷と電位差の関係を説明せよ.
第7回 静電場のエネルギー 静電場がもつエネルギーとは何か説明せよ.
第8回 電流と電流に作用する磁気力 電流が流れる平行導線間に働く力を説明せよ.

教科書

永田一清著 電磁気学 東京教学社

参考書、講義資料等

特に指定しない

成績評価の基準及び方法

到達度を期末試験により評価する。

関連する科目

  • LAS.P106 : 物理学演習第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない。

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