物理学II<1組>(生命環境科学域・理学類)

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
物理学II<1組>(生命環境科学域・理学類)
General Physics II
A600270001 2 1 後期授業 理系基礎科目 FLPHY1927-J1 火3 B3-201,オンライン(中百舌鳥キャンパス) 細越 裕子

オフィスアワー

火・14:40~17:30(A13棟213室)
メール等でも随時対応します。

授業目標

物理学の1つの柱である電磁気学の骨組みの理解と共に、物理現象の考え方、数学的取り扱い方法、エネルギーや場の概念について学ぶ。高等学校で学んだ電磁気学の知識を整理し、電磁気学の基本法則の理解を目指す。電磁気学で中心となる静電場と静磁場の概念を学び、電場・磁場の振る舞いを記述するマクスウェル方程式の物理学的な意味を理解できるようになる。

教科書

鹿児島誠一・和田純夫 訳「サーウェイ基礎物理学 Ⅱ.電磁気学」東京化学同人

参考書

兵頭俊夫「電磁気学」裳華房(裳華房テキストシリーズ・物理学)
佐野元昭 著「ライブラリ新・基礎物理学2 新・基礎電磁気学」(サイエンス社)
長岡洋介 著「物理入門コース3 電磁気学Ⅰ-電場と磁場」「物理入門コース4 電磁気学Ⅱ-変動する電磁場」(岩波書店)
加藤正昭著「基礎物理学3 電磁気学」(東京大学出版会)
砂川重信 著「物理テキストシリーズ 電磁気学」(岩波書店)

授業時間外の学習(準備学習等について)

予習として教科書を読んでくること。講義のあとは、教科書の例題・問題を解き、復習を行うこと。「解析学基礎」「線形代数」をしっかり学修すること。

授業の概要

クーロンの法則を基に電場・電位を定義し、電場を記述するガウスの法則を導く。そして、導体・誘電体の電気的性質を説明する。続いて、電流が作る磁場をビオ・サバールの法則、アンペールの法則として定式化する。そして磁性体が作る磁場を説明する。更に、時間的に変動する電場・磁場の法則をマクスウェル方程式として定式化し、その物理学的描像を明らかにする。

授業計画

(1)全体のイントロダクション、数学的基礎、電場とクーロンの法則:1章
(2)電荷の連続分布が作る静電場、電気力線、ガウスの法則:1章
(3)さまざまな電荷分布へのガウスの法則の適用:1章
(4)電位、ポテンシャルエネルギー:2章
(5)電位から電場を導出:2章
(6)連続分布する電荷による電位:2章
(7)導体、電気双極子:2章
(8)定常電流:3章
(9)磁場中での荷電粒子の運動、ローレンツ力:4章
(10)一様な磁場中のループ電流に働くトルク、磁気双極子:4章
(11)電流の周りの磁場、ビオ・サバールの法則:4章
(12)アンペールの法則:4章
(13)電磁誘導、誘導起電力:5章
(14)変位電流、アンペール・マクスウェルの法則:6章
(15)マクスウェルの方程式と電磁波:6章

成績評価

成績は、授業目標の達成度で評価します。講義内容についての定期試験を行い、知識の習得の程度を判定します。これと併せて受講学生の授業態度等も一部参考にしながら、最終的な成績を評価します。物理学の基本的な概念(用語の意味を含む)をほぼ正確に理解できていると判断できる事が合格の最低限の基準です。

備考(実務経験の活用を含む)

非同期オンラインおよび対面授業です。授業支援システムを利用するので、授業開始前日までに受講申請を終えておくこと。第1回9月28日(火)、第2回10月5日(火)、第7回11月16日(火)は非同期オンラインで実施します。各回の授業形式については、随時、授業支援システムにてアナウンスします。