- 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
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 火3-4(W321)
- クラス
- G
- 科目コード
- LAS.P103
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2019年度
- 開講クォーター
- 3Q
- シラバス更新日
- 2019年4月2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 | クーロンの法則、ガウスの法則、（電荷に働く力、重ね合わせ、電気力線，電界の導入） | 電界の概念ついて説明せよ。 |
| 第2回 | 電位、電位と電界の関係、双極子（ガウスの法則による電界の導出、電界と電位の数学的関係） | 電界に関するガウスの法則を説明せよ。 |
| 第3回 | 導体と電界、静電エネルギー（その１） | 導体に対するガウスの法則の適用を説明せよ。静電エネルギーを計算せよ。 |
| 第4回 | 静電エネルギー（その２）、電流と磁界 | 静電エネルギー密度を説明せよ。電流が流れる平行導線間に働く力を説明せよ。 |
| 第5回 | 外積表現によるローレンツ力、磁束密度に関するガウスの法則 | 磁束密度、電荷運動、ローレンツ力の関係式を説明せよ、磁束密度と電界との違いを把握せよ。 |
| 第6回 | 磁気モーメント、ビオ・サバ―ルの法則（その１） | 電流ループが磁気モーメントとみなせること、電流の周囲に磁界が発生することを証明する実験を説明せよ。 |
| 第7回 | ビオ・サバ―ルの法則（その２）、アンペールの法則 | 有限長さを有する電流線の周囲の磁束密度を計算せよ |
教科書
田中秀数著「電磁気学」（培風館）
参考書、講義資料等
中山正敏著「電磁気学」（裳華房）
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。
