- 開講元
- 理工系教養科目
- 担当教員名
- Webb Adrean
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 金1-2(M-110(H112))
- クラス
- I
- 科目コード
- LAS.P103
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2023年度
- 開講クォーター
- 3Q
- シラバス更新日
- 2023年8月23日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 英語
- アクセスランキング
-
media
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。 |
授業時間外学修（予習・復習等）
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。
教科書
教科書セット（学内書店特別80％割引）：
WebAssign for Physics for Scientists and Engineers
+
Physics for Scientists and Engineers, Vol. 2, 10th Edition
Serway, Jewett (2019); ISBN: 9781337553582
参考書、講義資料等
サーウェイ 基礎物理学〈2〉電磁気学
Serway, Jewett, 鹿児島, 和田 (2013); ISBN: 978-4807908318
Fundamentals of Physics II: Electromagnetism, Optics, and Quantum Mechanics
Shankar (2020): ISBN: 9780300212365
授業で扱う全ての資料は、授業前または後にT2SCHOLAとスラックにアップします。
成績評価の基準及び方法
到達度評価は、授業の課題と小クイズ、期末試験により評価します。
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。
連絡先（メール、電話番号） ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。
コース関連の連絡はすべてT2SCHOLAとスラック（https://titech-lasp1034-en.slack.com）で行ないます。
これらのツールが利用できない場合は、電子メール（webb.a.aa[at]m.titech.ac.jp）で連絡してください。
オフィス：本館122A号室
電話：3305
オフィスアワー
オフィスアワーは毎週開催されます（時間は専用の Slack チャンネルに投稿されています）。
追加のアポイントはスラックを使用して取ることもできます。
