物理学B<1組>(工学域・機械系学類)

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B<1組>(工学域・機械系学類)
General Physics B
A600310004 2 1 後期授業 理系基礎科目 FLPHY1931-J1 水3 B3-206 大橋 正治

授業目標

電磁気現象における以下に示す原理・法則を理解し、それらを体系的に記述する数学的・物理的技術を修得する。
1.静電界の性質(ガウスの法則)の物理的な把握と記述方法の習得
2.導体および誘電体中における静電場の性質の物理的な把握とその数学的な記述方法の習得
3.定常電流界における電流密度,オームの法則,電気伝導モデル,電気回路と電力の物理的な把握とその数学的な記述方法の習得
4.定常電流で発生する磁場について、ビオサバールの法則、アンペアの法則を理解し定量的な計算手法を習得。
5.磁性体を含む場合の磁界の定量的な計算手法を習得。
6.電磁誘導の法則および電磁波に関する性質を理解し、その初歩的な数学的な取り扱いを習得。

教科書

「物理学(三訂版)」小出昭一郎著、裳華房

参考書

Raymond A. Serway著,松村博之訳:科学者と技術者のための物理学III「電磁気学」,学術図書、
ファインマン著,宮島龍興訳:ファインマン物理学3「電磁気学」,岩波書店、
小塚洋司著:電気磁気学(その物理像と詳論),森北出版、
安達三郎,大貫繁雄著:電気磁気学,森北出版 、
大伴洋祐著:なるほどワカッタ!電磁気学,オーム社

授業時間外の学習(準備学習等について)

下記の授業計画に記載された内容に関する教科書に対応する部分に関して予習しておくこと。また、授業後は、その日に学んだ内容を復習すること。

授業の概要

電磁気学と電気機器、電子機器、電力と密接に関係しており、私たちの生活と切り離して考えることができない学問である。
本講義では、真空中、導体および誘電体中での静電場の性質と数学的な記述方法および静磁界、磁性体、電磁誘導、時間的変化を伴う電磁界現象を講義する。その中で、真空中における静電場の性質の把握とその数学的な記述、ガウスの法則、ラプラスポアソンの方程式の理解と応用、導体中における静電場の性質について講義する。誘電体および誘電体中における静電場、定常電流界における電流密度、オームの法則、電気回路と電力等について講義する。更に、電流によって生じる磁束密度ならびに磁界中の電流に働く力、磁性体を含む場合の磁界について講義する。また,電磁誘導の法則、電磁界を表す方程式の物理的意味ならびに電磁波の伝搬の原理について講義する。

授業計画

第1回 ガイダンス、場の概念とクーロンの法則 準備学習等 教科書225~228頁の予習
第2回 ガウスの法則と電位 準備学習等 教科書228~237頁の予習と復習
第3回 導体の性質、静電容量 準備学習等 教科書237~245頁の予習と復習
第4回 誘電体の性質、誘電分極 準備学習等 教科書246~250頁の予習と復習
第5回 電場のエネルギー 準備学習等 教科書251~254頁の予習と復習
第6回 定常電流界、オーム/キルヒホッフの法則 準備学習等 教科書255~264頁の予習と復習
第7回 中間試験 準備学習等 静電界(教科書225~264頁)を復習
第8回 磁石と磁場 準備学習等 教科書264~267頁の予習と復習
第9回 磁性体の性質 準備学習等 教科書267~270頁の予習と復習
第10回 電流が磁場から受ける力 準備学習等 教科書271~274頁の予習と復習
第11回 電流の作る磁場、アンペールの法則 準備学習等 教科書274~281頁の予習と復習
第12回 電磁誘導 準備学習等 教科書284~289頁の予習と復習
第13回 交流発電機と電気振動 準備学習等 教科書289~297頁の予習と復習
第14回 変位電流とMaxwellの方程式 準備学習等 教科書297~302頁の予習と復習
第15回 電磁波、光の反射と屈折 準備学習等 教科書302~311頁の予習と復習
第16回 期末試験 準備学習等 教科書264~311頁を復習

成績評価

授業目標(達成目標)の達成度を評価するため、レポート課題、中間試験、期末試験を課します。種々の基礎概念のうち、概ね6割以上を理解しているとみなせるものを合格(C評価)とします。成績は、レポート課題20%、中間試験40%、期末試験40%で評価します。