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電磁気学入門

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令和２年度以降入学者 電磁気学入門
教員名 上岡隼人
単位数    2 学年 1～4 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
授業形態 対面授業
Canvas LMSコースID・コース名称 R003250M7　2024電磁気学入門（上岡隼人・後・火1）
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)
授業の形式 講義
授業の方法 講義形式を主体として授業を進める。また、適宜プリント等を利用して内容の補足を行なう。
本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とする。
総評などのフィードバックや質問等への対応は対面時の板書や口頭、またはCanvas LMS上にて示す。

対面参加が困難な学生については、教員の許可を前提としてオンデマンド型の遠隔講義で対応する。許可を受けずにオンデマンド型で受講した場合は、原則として「欠席扱い」とする。
履修条件 高校物理の『電気と磁気』単元を見直しながら、毎回の講義内容を各自予習・復習して講義に出席することが望ましい。
授業計画
1 テストと物理数学の基礎事項の確認。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
2 電場の概念と表記およびその計算について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
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。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
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。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
5 電流と抵抗について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
6 電位と電流の考え方を基に、直流回路について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
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）
【授業形態】対面授業
8 磁場の概念と表記およびその計算について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
9 電流が磁場から受ける力について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
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。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
11 電磁誘導(ファラデーの法則）について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
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。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
13 抵抗、コンデンサ、コイルに流れる交流について学ぶ。（A-3）
【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）
【授業形態】対面授業
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）
【授業形態】対面授業
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）
【授業形態】対面授業
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 試験(30%)、授業内テスト(40%)、授業参画度(30%)
試験：対面参加が困難な学生についてはCanvas LMS上で設問への解答で考慮する。
成績評価は、対面およびCanvas LMS上の各テストの点数、参画度などを合わせて行う。
オフィスアワー 8号館B棟114号室 上岡研 (⽔曜2限⽬)、またはCanvas LMSからのメールにて対応する。

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