- 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(W331)
- クラス
- P
- 科目コード
- LAS.P104
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 4Q
- 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
-
media
講義の概要とねらい
電磁気学基礎1に引き続き，本講義では静磁場，変動する電磁場，マクスウェル方程式，電磁波について講義する。
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，真空中の電磁気学の基本法則と，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) 誘導起電力，誘導電場，自己誘導，相互誘導，磁気エネルギー，変位電流などの概念を正しく理解し，数学的に表現できる。
2) 磁束密度に関するガウスの法則，アンペールの法則，ファラデーの法則，マクスウェル・アンペールの法則を正しく理解し，電磁気学の問題に応用できる。
3) マクスウェル方程式を基に電磁波を理解できる。
4) 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
ガウスの法則，アンペールの法則，電磁誘導，ファラデーの法則，誘導起電力，誘導電場，自己インダクタンス，相互インダクタンス，磁気エネルギー，変位電流，マクスウェル・アンペールの法則，マクスウェル方程式，電磁波
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 | 時間的に変動する磁場による誘導電場、誘導起電力、ファラデイの法則 | 磁場の時間的変動と座標系の移動との関係を理解する。 |
| 第2回 | 電磁誘導、自己インダクタンス、相互インダクタンス | 電磁誘導について、具体的な例について実際の数値を求める。 |
| 第3回 | マクスウェル‐アンペールの法則 | 変位電流と幾何学的な立体角との関係を理解する。 |
| 第4回 | マクスウェル方程式 | マクスウェル方程式を用いて具体的な問題を計算する。 |
| 第5回 | 微分系のマクスウェルの方程式 | マクスウェル方程式を連立方程式として理解する。 |
| 第6回 | 電磁波 | 点源からの電磁波と平面波の関係を理解する。 |
| 第7回 | 光学と素粒子の基礎 | 電荷は素粒子反応の結合の強さを表すことを理解する。 |
| 第8回 | 全体のまとめ | このコースで学んだことと学ばなかったことを区別し、今後、電磁気学を学ぶ方向を明確にする。 |
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。
