授業科目

基礎物理学
Intoroduction to Physics 

担当者

講師   齊藤 隆
後 水4/水5

単位

2

到達目標

本学の教育理念に照らして受講生が、物理学の重要な柱となる電磁気学の基礎から学習することで、物理学とはどのような学問であるのか、また自然科学の中で物理学はどのような役割を果たしているのかについて理解してもらう。また、本講座を通し、物理学により興味を持っていただき、更に専門的な講座の学習に役立てて頂きたい。

授業内容

高等学校で学習する物理のほぼ全領域を簡潔にまとめたオリジナル教材(第1回の授業で配布)を用いて学習する。初めて物理学を学ぶ学生にとっても電磁気学とはどのようなものか分かりやすく配慮してある。物理量の定義とその背景、またいろいろな法則、公式の解釈とその歴史的背景についても学ぶ。適宜、問題演習も行い、理解を深める。尚、電磁気学は力学の知識が必要となるため基礎物理学Ⅰ(力学)を学習した者の受講が望ましい。

授業計画

まず、シラバスの記載事項について確認する。その上で、物理学の代表的学問体系である電磁気学とはどのようなものか認識する。本講座での全14回の内容を以下に記す。
01 静電気力(電荷とその実態について学習する)
02 電場(場の概念について学習する)
03 電位(電場における位置エネルギーを学習した上で理解する)
04 物質と電場(静電誘導と誘電分極)、コンデンサー
05 オームの法則(電流、電圧、電気抵抗)
06 直流回路(電流計、電圧計の構造についても触れる)
07 半導体(半導体ダイオード、トランジスター)
08 磁場(磁気量について学習した上での学習となる)
09 電流のつくる磁場
10 電流が磁場から受ける力(磁石とは何かについて考察する)
11 ローレンツ力 電磁誘導の法則 
12 交流の発生 自己誘導と相互誘導
13 交流回路
14 電磁波
 01~04は電場や電位とはどのような物理量なのか、05~07は電流回路の基本について、08~11は電流と磁場の関係について、12~14は電磁誘導と電磁波について学習する。最後に全授業を振り返る事で、電磁気学の概論について触れる。特に初めて物理学を学ぶ者にとっては理解しにくいこともあり得るため、配布教材(演習問題を含む)等にて十分に復習を行って頂きたい。自己学習時間の目安は1回あたりの講義に1時間程度の復習と3時間程度の演習学習(配布教材等による)を想定している。

授業運営

基本的には配布教材に沿った講義形式で行う。講義は、プロジェクターを用いたデジタル教材の活用と黒板による板書形式の併用で行う。また、理解度向上を図るためオリジナル教具による演示実験を教室内で行う。また、授業時間内に演習(演習問題を配布する)を行い、自己採点とその解説も授業時間内に行う。

評価方法

定期試験を行い、その結果で100%評価する。定期試験の出題内容は講義内容に準ずるものである。定期試験を受験出来なかった者は評価の対象としない。出席状況は評価の対象としない。

オフィスアワー

授業終了後、その場で時間の許す限り行います。

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