| 授業科目名 | 年度 | 学期 | 開講曜日・時限 | 学部・研究科 | 全担当教員 | 単位数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 33555:電磁気学入門 (8T) § 33556:物理科学３(8X) | 2024 | 秋セメスター | 月3 | 理工学部 | 篠原 忠臣 | 2 |
キャンパス
授業施設
授業で利用する言語
授業の概要と方法
電磁気に関係する様々な現象や，用語，単位などについて，基本的なところから解説する。
この分野ではベクトル，微分，積分などやや複雑な数学的表現が多く取り入れられ，難解な数学を使うとすれば現象に対する詳細な表現は豊かになる。しかしそれでは電磁気学の本質が見えにくくなる面が出てくる。この講義で扱う数学的表現は少し慣れればそれほど難しいものではない。なお電磁気学の分野での数学的表現は微分と積分の二通りの表現があるが，この講義では比較的理解しやすい積分形式を用いる。
受講生の到達目標
・「場」の概念が理解できるようになる
・法則の数学的記述，またそれに伴う数学力（微分・積分・微分方程式）の運用力をつけることができる
・いくつかの基本となる問題が解けるようになる
（結果として高校で学習する電磁気学の公式などを各自で導出できるようになる）
事前に履修しておくことが望まれる科目
講義で必要なベクトルや微分積分，数学的な公式はその都度簡単な説明を加える。
授業スケジュール
| 授業回数/ 担当教員（複数担当の場合） |
テーマ |
|---|---|
| キーワード・文献・補足事項等 | |
| 1 | 真空中の静電場 |
※第１回目授業は「オンデマンド型Web授業」で実施する場合があり，manaba+Rの「コースニュース」にて連絡します |
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| 1～4 | 真空中の静電場 |
電荷，クーロンの法則電場，ガウスの法則，電位 |
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| 5〜6 | 導体と静電場 |
導体，キャパシター（コンデンサー） |
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| 7〜8 | 誘電体と静電場 |
誘電分極，電気双極子，分極電荷，誘電率，電束密度 |
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| 9 | 電流と抵抗 |
講義の復習 |
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| 10〜12 | 電流と磁場 |
磁石，磁場，磁束密度，電流と磁場の関係，ビオ・サバールの法則，アンペールの法則 |
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| 13〜14 | 電磁誘導 |
電磁誘導，ファラデーの法則，自己インダクタンス，相互インダクタンス |
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| 15 | マクスウェル方程式と電磁波 |
講義のまとめ，マクスウェルの方程式 |
授業実施形態
授業外学習の指示
この難しさの原因の主な理由は，
「電磁気現象（またはその基本実験）にあまりなじみがない」
「３次元的に電磁場をイメージ（簡単に絵が描けない）せねばならないこと」
「微分・積分・微分方程式・複素数といった高等数学を駆使すること」
などがあげられるだろう。
講義を聴くだけでなく，実際に様々な問題を解いてみることで，それらの力を高めることが必要である。
授業内容を確認するための，30分程度の解答時間を要する小テストをmanaba+Rで不定期に行います（全部で８回程度）。また，１回あたり３時間程度の作成を要するレポートを２回出題する予定です。
成績評価方法
| 種別 | 割合(%) | 評価基準等 |
|---|---|---|
| 定期試験（筆記） | 60 | 基本概念や語句の理解を前提に，manaba+Rでの小テストと同じ程度の難易度で記述式も含んだ問題を出題する。
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| レポート試験 （統一締切日を締切とするレポート） |
0 | |
| 上記以外の試験・レポート、平常点評価 （日常的な授業における取組状況の評価） |
40 | 講義内容の理解度を確認するため講義後に行うmanaba+Rでの小テストを８回程度と，レポートを２回程度出題する。なおレポート問題はmanaba+Rに順次掲示する。 |
成績評価方法(備考)
受講および研究に関するアドバイス
講義時間外の学修サポートプログラム「物理駆け込み寺」が開催されます。
物理駆け込み寺では，物理やその他の理工系科目について，授業の内容の復習をしたい，用語・公式の意味がよく分からない，レポートについてのアドバイスが欲しい・・・と思っている学生に対して，講師や先輩が様々なアドバイスをしています。
有効に利用すると，講義内容のより深い理解につながりますので，ぜひ利用してください。
情報は下の「参考になるwwwページ」に示しました駆け込み寺のWebページで決まり次第連絡します。
教科書
| 書名 | 著者 | 出版社 | ISBNコード | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 物理学基礎 第５版 Web動画付 | 原 康夫 | 学術図書出版社 | 978-4-7806-0950-9 |
教科書(使用頻度、その他補足)
参考書
| 書名 | 著者 | 出版社 | ISBNコード | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 物理てならひ帖 | 大坂，土田，濱地，俵口，前 | 学術図書出版社 | 978-4-7806-1172-4 | |
| 科学者と技術者のための物理学Ⅲ（電磁気学） | Raymond A. Serway著，松村博之訳 | 学術図書出版社 | 978-4-87361-073-3 | 写真や説明が豊富な教科書 |
| スタンダード電磁気学 | 高重正明著 | 裳華房 | 978-4-7853-2085-0 | 初級標準レベルの参考書 |
| 入門 工系の電磁気学 | 西浦宏幸，藤井研一，田中 東 | 共立出版 | 978-4-320-08565-7 | 初級標準レベルの参考書 |
| 電磁気学 | 中山正敏著 | 裳華房 | 978-4-7853-2026-3 | 中級者向けに丁寧に解説されている |
参考書(使用頻度、その他補足)
参考になるwwwページ
授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法
備考
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/