シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
電磁気学および演習 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Electromagnetism and Practice | ||
| 科目番号 /Code |
PHY301s | ||
| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
2/3/4 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
情報理工学域 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義/演習 | 単位数 /Credits |
3 |
| 科目区分 /Category |
専門科目 | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
先端工学基礎課程 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
渡邊（昌）・桂川 眞幸 | ||
| 居室 /Office |
西2-405（渡邊）、東6-621（桂川） | ||
| 公開E-Mail |
watanabe(@ee.uec.ac.jp), katsuragawa(@uec.ac.jp) | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
特になし | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/03/04 20:25:27 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標 /Topic and goals |
電磁気学の基本となる諸現象と、そこから導かれる諸法則（ガウスの法則、アンペールの法則など）について学習する。基本的な電場や磁場の３次元空間分布をグラフ描画・数式計算できるように、各法則・空間微分・空間積分の適用方法を練習すること。コンデンサ・コイルに電磁場エネルギーが蓄えられることや、それらを表す静電容量やインダクタンスの導出法についても、現代科学技術にとって極めて重要である。本科目の大目標の１つは、終盤の、「マクスウェル方程式および電磁波」である。 |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
ベクトル、微分積分学など |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
基礎物理学第二 |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
教科書： 長岡洋介「物理学入門コース 電磁気学 I, II」（岩波書店） 参考書： 渡辺征夫・青柳晃、工科の物理：電磁気学、培風館 砂川重信、電磁気学 [改訂版]、培風館 前田和茂・小林俊雄、電磁気学、森北出版 |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
現在体系化されている電磁気学の各項目について、その基本を説明し、物理現象が明らかとなるよう具体的な適用例を挙げながら解説をする。各授業においては理解を深めるよう問題演習も行う。 授業計画 前半（担当：渡邊） 第１週：クーロンの法則、電荷の単位、ベクトル、スカラー積とベクトル積、遠隔作用と近接作用 第２週：静電場、電気力線、ガウスの法則 第３週：保存力、静電ポテンシャル、静電エネルギー、電気双極子 第４週：微分形のガウスの法則、微分形の渦なしの法則 第５週：ポアソンの方程式とその解、導体と静電場 第６週：境界値問題と鏡像法、コンデンサーとその静電容量、静電場のエネルギー 第７週：定常電流、オームの法則、抵抗 第８週：中間試験と解説 後半（担当：桂川） 第９週：静磁場中の定常電流・運動する荷電粒子に働く力、定常電流のつくる静磁場 第１０週：アンペールの法則、（ベクトルポテンシャル） 第１１週：電磁誘導の法則、静磁場のエネルギー、自己・相互インダクタンス 第１２週：変位電流 第１３週：マクスウェル方程式、電磁波 第１４週：電磁場のエネルギー、ポインティングベクトル 第１５週：物質中の電磁場、分極 第１６週：期末試験と解説 |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
電磁気学では、ベクトルおよび微分積分が手段となるので、それを良く復習・練習しておくこと。最初から最後まで『積み上げ型』の授業となるので、よくわからないまま放置していると、学習効率が悪すぎる。教科書の練習問題、演習授業で配布する演習問題を併せてよく練習し、ぜひ、体系的な理解を進めること。 電磁気学は、相対性理論や量子力学（光子・電子は波動かつ粒子）とも整合しており現代科学の根幹の１つであるとともに、その応用は現代社会の基盤技術として我々の生活に必要不可欠のものである。 |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading |
前半と後半に各1回の試験および宿題等により評価する。評価合計点で６０％以上が合格の基準となる。具体的には以下のいずれも満たしていることが合格基準である。 （１）電荷と静電場に関する諸概念を理解している （２）導体における静電場の性質を理解している （３）コンデンサーや定常電流の諸概念を理解している 以上、前半 （４）静磁場、ローレンツ力、電磁誘導に関する諸概念を理解している （５）物資中の誘電分極および物質中の磁化と磁場の強さを理解している （６）マクスウェル方程式と電磁波を理解している |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
月曜５限（渡邊）、月曜５限（桂川） |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
繰り返しになるが、積み上げ型の授業になるので、意味が分からないままにしておくと、その先の理解が困難になるので、授業で行う演習問題をよく理解できるように復習をして欲しい。理解が進むと、学問の面白さが実感できるようになる |
| その他 /Others |
なし |
| キーワード /Keyword(s) |
電荷、静電場、クーロンの法則、静磁場、磁束密度、ビオ・サバールの法則、アンペールの法則、電磁誘導、電磁場、マクスウェル方程式、電磁波 |