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。
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。
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
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) |
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 | |
---|---|---|
第1回 | ガイダンス | ガイダンス |
第2回 | 電場 | 電場の概念ついて説明せよ。 |
第3回 | ガウスの法則 | ガウスの法則を説明せよ。 |
第4回 | 電位 | 電位の概念ついて説明せよ。 |
第5回 | 容量および誘電体 | 容量および誘電体を説明せよ。 |
第6回 | 電流と抵抗 | 電流と抵抗を説明せよ。 |
第7回 | 休講 | 自宅学習 |
学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
サーウェイ 科学者と技術者のための物理学III 電磁気学 (学術図書出版社, 1995)
小宮山進, 竹川敦 マクスウェル方程式から始める電磁気学 (裳華房, 2015)
グループワークと期末テストに基づく。
履修の条件を設けない。
satoh[at]phys.titech.ac.jp
メールで事前連絡