2016年度 電磁気学基礎2 G   Fundamentals of Electromagnetism 2

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開講元
理工系教養科目
担当教員名
宗片 比呂夫 
授業形態
講義
メディア利用
 
曜日・時限(講義室)
火3-4(W323)  
クラス
G
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
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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。

実務経験のある教員等による授業科目等

-

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 教科書 p.105-111、p.112-114、p. 118 電磁誘導、誘導電界、 磁気エネルギー 教科書 例題 3.1.1、3.1.2、3.2.1
第2回 参考書 中山「電磁気学」 p.200-205、教科書 p.121-123 変位電流 教科書 例題 3.4.1、3.5.1、問3.7、問3.11
第3回 教科書 p.124、参考書 (中山「電磁気学」 p.208-213) 光速 マックスウェルの方程式(積分形)、ベクトル演算子 div & rot (マックスウェルの方程式(微分形)の準備) 参考書 (中山「電磁気学」) p.213 問1 
第4回 教科書 p.127 - p.130 マックスウェルの方程式(微分形)、 電磁波(その1) 教科書 問3.11、図3.14
第5回 教科書 p.118 - 120、p.130-134 磁気エネルギー、電磁波のエネルギー 教科書 問3.13、問3.14
第6回 マックスウェルの応力、光圧、LCR回路 参考書 (中山「電磁気学」) p.80-81、p.220, p.184-188
第7回 量子力学や相対論への入口 (ローレンツ変換) 参考書 (中山「電磁気学」) p.227-232
第8回 光学と素粒子の基礎 クォークのもつ電荷を説明せよ。

教科書

電磁気学(田中秀数著、培風館)

参考書、講義資料等

電磁気学(中山正敏著、裳華房)

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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