授業科目

物理学
Physics 

担当者

准教授 佐々木 志剛
前 月2-水2

単位

4

到達目標

本講義の到達目標は、受講者が、電荷・電場・電流・磁場の間の関係を表す学問である電磁気学について理解し、さらにその知識を適用することで簡単な電磁気の問題が解けるようになることである。また、工学部のカリキュラム・ポリシーに従い、基礎的な物理学の素養を本科目で身につける。

授業内容

この講義では主に電磁気学について学びます。前半では主に静電荷と電場の関係について、中盤では主に定常電流と磁場の関係について、後半では主に時間変動する磁場と誘導電流の関係について学びます。そして、これら全ての関係が、マクスウェルの方程式と呼ばれる4本の式により表されることを学びます。また、電磁気学を学ぶ上で必要な数学(ベクトル解析など)もその都度学びます。授業中に行う演習などを通して、電磁気学を実際の問題に適用する方法についても学びます。

授業計画

下記の授業計画を参考に、予習として、使用書の該当部分を読んでおいて下さい。次に復習として、演習問題に再度挑戦して下さい。また、講義に関するドリルをドットキャンパスで実施するので、こちらも各自行って下さい。この2つを行うことで自分の理解が不十分な部分が明らかになってくるので、ノートとテキストを見直したり質問することでその点を解消して下さい。
これらの予習・復習を合わせて、各回あたり約4時間の自己学習を想定しています。
尚、第1回目の講義ではシラバスの記載事項についての確認も行います。

1.はじめに:電磁気学とは
2.電荷
3.クーロンの法則
4.クーロンの法則のベクトル表記
5.電場と電気力線
6.電位
7.ガウスの法則
8.ガウスの法則による計算例
9.中間テストⅠとその解説
10.コンデンサーと電気容量
11.合成電気容量
12.オームの法則
13.キルヒホッフの法則
14.磁場
15.ローレンツ力・磁場中の電流が受ける力
16.ビオ・サバールの法則
17.アンペールの法則
18.アンペールの法則による計算例
19.中間テストⅡとその解説
20.レンツの法則
21.ファラデーの法則
22.ファラデーの法則による計算例
23.自己誘導
24.相互誘導
25.変位電流・マクスウェルの方程式
26.交流回路におけるコイル・抵抗・コンデンサーの役割
27.RLC直列回路・LC並列回路
28.まとめ

尚、進捗状況により内容は前後する場合があります。

授業運営

・授業には必ず毎回出席してください。前回までの内容の理解を前提に講義を行うので、一度でも欠席するとついて行くのは難しくなります。
・授業中は必ずノートを取って下さい。ただし、ノート作成に集中し過ぎると話が聞けないので注意してください。
・質問等がある場合は、授業中に積極的に発言してください。
・授業中に適宜演習を行います。
・学期中に中間試験を2回行います。日程は、遅くとも2週間前には連絡します。

評価方法

演習20%、中間試験30%、期末試験50%で評価します。解答用紙の提出がない場合、遅刻した場合、途中退席した場合、カードリーダーの出席記録がない場合には演習点をつけません。
また、中間試験の受験がない場合、期末試験は評価しないので注意して下さい。

オフィスアワー

金曜日の5限に教員室(5-323C室)で対応します。授業後、予約を取って下さい。

参考書

狩野 覚、市村 宗武『物理学入門Ⅱ.電磁気学』[東京化学同人]2005
大成 逸夫、田村 忠久、渡邊 靖志『理工系の物理学入門』第2版[裳華房]2013

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