H31年度 電磁気学基礎1 O   Fundamentals of Electromagnetism 1 O

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開講元
理工系教養科目
担当教員名
足立 聡 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
金3-4(W321)  
クラス
O
科目コード
LAS.P103
単位数
1
開講年度
H31年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
H31年4月1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

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

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 クーロンの法則と電場(電荷の保存則,電荷に働く力,電場の導入) 電場の概念ついて説明せよ。
第2回 電場とガウスの法則(電場の求め方,ガウスの法則の導出) 電場に関するガウスの法則を説明せよ。
第3回 ガウスの法則の応用(ガウスの法則を用いた電場の求め方) ガウスの法則の応用例を1つ示せ。
第4回 電位(電位の導入,電位の求め方,電位と電場の関係) 電位と電場の関係を説明せよ。
第5回 導体(導体内外の電場と電位,静電遮蔽) 平衡状態での導体内の電場と電位を説明せよ。
第6回 コンデンサーと静電エネルギー(電気容量,電場のエネルギー) 平行板コンデンサーの極板間の中の電場に蓄えられるエネルギーを求めよ。
第7回 電流と電流に作用する磁気力(電流密度,磁束密度,磁気モーメント) 電流が流れる平行導線間に働く力を説明せよ。

教科書

プリントを配布する予定である。

参考書、講義資料等

なし

成績評価の基準及び方法

到達度を宿題と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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