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

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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
 
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
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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。

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