- 開講元
- 理工系教養科目
- 担当教員名
- 柴田 利明
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 金3-4(H101)
- クラス
- P
- 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
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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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。
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 | 電磁気学の全体的構造の説明、正と負の電荷、クーロンの法則 | 電磁気学の全体的構造を説明できる |
| 第2回 | 電場、電気力線、静電ポテンシャル、電気二重極モーメント | 電気力線の幾何学的な性質を理解する。 |
| 第3回 | ガウスの法則 | ガウスの法則と幾何学的な立体角の関係を理解する。 |
| 第4回 | 導体の性質、静電誘導、静電遮蔽、コンデンサー、静電容量、電場のエネルギー | 導体の内部は等電位であり、導体の表面近傍の電場は表面に垂直であることを理解する。 |
| 第5回 | 電流、電荷の保存、電流と電流の間に働く力 | 電荷の保存の意味を理解する。 |
| 第6回 | 電流によって作られる磁場、アンペールの法則、磁束密度、磁束 | 磁場は電流と位置の外積であることを理解する。 |
| 第7回 | 磁場に関するガウスの法則、ビオーサバールの法則 | ビオーサバールの法則と幾何学な立体角の関係を理解する。 |
| 第8回 | 磁気二重極モーメント、静磁場のエネルギー、全体のまとめ | 電気二重極モーメントと磁気二重極モーメントの関係を理解する。 |
教科書
プリントを配布する。
参考書、講義資料等
授業中に紹介する。
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。
