基礎電磁気学(Mエリア)

Google Classroom(クラスコード: snototnw)

電磁気学は自然界の物理現象を理解するための要であると当時に, 現代社会で用いられる様々な技術の基盤をなす学問である. 本講義では電磁気学の概念を分かりやすく導入することを主題とする. 最終的には電荷, 電界, 電位, 電流, 磁界の間に成り立つ法則を理解し, 電磁気現象をイメージできるようになることを目標とする.

なし

微積分やベクトル解析などの基礎数学, 物理学概論第二(電磁気学部分)

教科書は特に指定しないが, 例えば以下の2冊を参考書としてあげる.
・小越澄雄, 村田雄司, 生駒英明「工科の電磁気学」(培風館)
・桂井誠「基礎電磁気学」(オーム社)

第1回:ガイダンス, 電磁気学を学ぶ意義
第2回:ベクトル解析の基礎, 電荷と電界, クーロンの法則
第3回:ガウスの法則(電気)
第4回:電界と電位
第5回:導体と電界
第6回:誘電体中の電界
第7回:静電容量, 静電エネルギー
第8回:電流, 電気回路との接続
第9回:第1~8回のまとめ, 中間試験または中間レポート
第10回:磁束密度, ローレンツ力, ビオ・サバールの法則
第11回:さまざまな電流のつくる磁界
第12回:アンペールの法則, ガウスの法則(磁気)
第13回:ファラデーの法則, 変位電流とアンペールの法則の拡張, マクスウェル方程式
第14回:電磁気学の応用と先端技術への展開
期末試験

講義内容を復習するとともに例題を解いて理解を深めること.

(a) 評価方法
期末試験, 中間試験または中間レポートの評価に基づいて次のように総合点を計算し, 総合点の60%以上を合格とする.
総合点 =(期末試験×80%)+(中間試験または中間レポート×20%)

(b) 評価基準
下記項目の60%の到達レベルをもって合格の最低基準とする.
1. 電荷と電界の関係を理解しクーロンの法則やガウスの法則から静電界を求められる
2. 電界と電位の関係を理解し導体系・誘電体系の静電界をイメージできる
3. 電荷運動と電流の関係, 定常電流の性質, 一般化されたオームの法則を理解している
4. 定常電流からビオ・サバールの法則やアンペールの法則を用いて静磁界を計算できる
5. ファラデーの法則と変位電流の概念を理解し時間変化する電磁界をイメージできる

適宜相談に応じる.

電荷に始まりマクスウェル方程式に至る電磁気学の美しい理論, そしてその理論が現代社会でどのように役立っているかを学んでください. 暗記に終始することなく自分の頭で考え, 常に「なぜか？」と疑問をもつことが最も大切です.

なし