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電磁気学入門
| 令和２年度入学者 | 電磁気学入門 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 令和元年度以前入学者 | 電磁気学入門 | ||||
| 教員名 | 上岡隼人 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 1 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 物理学科 | ||||
| 学期 | 後期 | 履修区分 | 必修 | ||
| 授業の形態 | Blackboardを用いたオンデマンド型の遠隔授業と課題研究を組み合わせて実施する。 Blackboard ID：20203345 : 火曜1限→2020電磁気学入門 |
|---|---|
| 授業概要 | 電磁気学の基礎を習得する。 |
| 授業のねらい・到達目標 | 高校物理の電磁気学を再確認すること。またその微分・積分を用いた形式を理解すること。 この科目は文理学部（学士（理学））のディプロマポリシーDP3及びカリキュラムポリシーCP3に対応している。 ・物事を論理的に理解し、説明することができる。(A-3-1) |
| 授業の方法 | Blackboardを用いたオンデマンド講義の形式を主体として授業を進め、適宜課題を配布及び回収して内容の補足を行う。本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とする。また、総評などのフィードバックはBlackboard 上に掲⽰し、質問等への対応は掲⽰板にて⾏う。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
テストと物理数学の基礎事項の確認。
【事前学習】高校物理の電磁気学の単元を復習しておく。 （2時間） 【事後学習】テストで不備だった部分と基礎事項について復習しておくこと。 （2時間） |
| 2 |
電場の概念と表記およびその計算について学ぶ。
【事前学習】静電場とベクトルについて予習しておく。 （2時間） 【事後学習】電場とクーロン力、電気力線について復習しておくこと。 （2時間） |
| 3 |
電場と仕事の考え方を基に、電位の概念と表記およびその計算について学ぶ。
【事前学習】電位と仕事について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】電場と電位、電荷を動かす仕事について復習しておくこと。 （2時間） |
| 4 |
電場と電位の考え方を基に、コンデンサーについて学ぶ。
【事前学習】電気力線と電束について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】コンデンサにおける電位および仕事について復習しておくこと。 （2時間） |
| 5 |
電流と抵抗について学ぶ。
【事前学習】オームの法則について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】電流の微視的な過程と抵抗について理解しておくこと。 （2時間） |
| 6 |
電位と電流の考え方を基に、直流回路について学ぶ。
【事前学習】起電力と抵抗について調べておく。 （2時間） 【事後学習】キルヒホッフの法則について復習しておくこと。 （2時間） |
| 7 |
前半のまとめとして授業内テストを実施し、その解説を行う。（A-3）
【事前学習】第１回～第６回の内容を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】学修した内容の整理をする。 （2時間） |
| 8 |
磁場の概念と表記およびその計算について学ぶ。
【事前学習】磁界と磁束密度、磁束について調べておく。 （2時間） 【事後学習】ビオ・サバールの法則とベクトルの外積について復習しておくこと。 （2時間） |
| 9 |
電流が磁場から受ける力について学ぶ。
【事前学習】ビオ・サバールおよびフレミングの法則について復習しておく。 （2時間） 【事後学習】電流が磁場から受ける力の導出とアンペールの法則について復習しておくこと。 （2時間） |
| 10 |
磁場中を運動する荷電粒子に働くローレンツ力について学ぶ。
【事前学習】ローレンツ力について調べ、フレミングの法則を復習しておく。 （2時間） 【事後学習】磁場および電場中の荷電粒子の運動について復習しておくこと。 （2時間） |
| 11 |
電磁誘導(ファラデーの法則）について学ぶ。
【事前学習】磁束の時間変化とファラデーの法則について調べておく。 （2時間） 【事後学習】コイルにおける電磁誘導による起電力について復習しておくこと。 （2時間） |
| 12 |
マクスウェル方程式とともに電磁誘導(電磁波)について学ぶ。
【事前学習】電磁波について復習しておく。 （2時間） 【事後学習】電磁波のベクトル表記とエネルギーについて復習しておくこと。 （2時間） |
| 13 |
抵抗、コンデンサ、コイルに流れる交流について学ぶ。
【事前学習】誘導起電力について調べておく。 （2時間） 【事後学習】交流電圧下でのコイルやコンデンサのリアクタンスについて復習しておくこと。 （2時間） |
| 14 |
後半のまとめとして授業内テストを実施し、その解説を行う。（A-3）
【事前学習】第８回～第１３回の内容を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】学修した内容の整理をする。 （2時間） |
| 15 |
全体のまとめとして授業内テストを実施し、その解説を行う。（A-3）
【事前学習】これまでの全ての内容を復習しておくこと。 （2時間） 【事後学習】学修した内容全体の整理をする。 （2時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | 河辺哲次 『ベーシック電磁気学』 裳華房 2016年 第2版 |
| 参考書 | 長岡洋介 『電磁気学I 電流と磁場 （物理入門コース3）』 岩波書店 1997年 第1版 長岡洋介 『電磁気学II 変動する電磁場 （物理入門コース4）』 岩波書店 1997年 第1版 |
| 成績評価の方法及び基準 | レポート(50%)、授業内テスト(50%) レポート:Blackboardで提出（Word形式、PDF形式、手書きの紙の写真など）(50%) 授業内テスト:Blackboard上で設問への解答を行う形式を予定(50%) Blackboardで示したレポートの締切日は厳守すること。レポート提出の遅延は減点する。 評価は、区切りごとのレポート点数およびBlackboardで行った授業内テストの点数を合わせて行う。 |
| オフィスアワー | 8号館B棟114号室 上岡研 (⽔曜2限⽬) |