- 学部・研究科
Faculty/Graduate School - シ/環
- 時間割コード
Course Code - 60102
- 科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle - 物理を学ぶ(電磁気学1)
- 授業形態/単位
Term/Credits - クラス
Class -
- 秋/2
- B 2
- 担任者名
Instructor - 外川 直子
- 曜限
Day/Period - 火2
- 授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives -
授業種別 / Teaching Types
講義(対面型)
言語 / Language
日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description
物理を学ぶ(電磁気学1)では、静電気学、静磁気学、及び電磁誘導に関して学習する。
電磁気学が扱う現象は、力学と異なり実際に体験できることが少ないため理解が困難なところがある。しかし、電磁気学は力学と並び物理学の基本をなし、その考え方や方程式の体系は物理の他分野のモデル、基礎となっているので、早い時期に習得することが大切である。
この講義では、真空中の電磁気学の基本的な法則(クーロンの法則、ガウスの法則、アンペールの法則及びファラデーの電磁誘導の法則)について場の考え方を用いて統一的に理解できるようにする。理解を深めるために、できるだけ単純な多くの例題を解いていく。その際必要となる数学的な道具(ベクトル、微分、積分)は力学でも現れるものだが、電磁気学でより頻繁に用いられる。これらについては授業の中でその都度説明するが、高校レベルの数学の基礎知識を前提とする。到達目標 / Course Objectives
①電磁気学における場の考え方、重ね合わせの原理を理解する。
②電磁気学の基本法則(クーロンの法則、ガウスの法則、ビオ・サバールの法則、アンペールの法則、電磁誘導の法則)を定性的かつ定量的に理解する。
③テキストの問題を自ら解ける力をもつようになる。授業手法 / Teaching Methods
・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
- 授業計画
Course Content -
授業計画 / Course Content
第1回 授業計画、概要、成績評価方法の説明。単位系の説明。クーロンの法則。(教科書1.1節)
第2回 クーロンの法則、場の考え方からベクトルとしての電場を理解する。(1.1)
第3回 電場ベクトルをもとにガウスの法則を説明し,例題を用いてより深く理解する。(1.2)
第4回 電場が電荷にする仕事と電位の関係、電位と電場の関係を理解する。(1.3)
第5回 場のエネルギーとしての電場のエネルギーを理解する。(1.4)
第6回 コンデンサーの容量と、コンデンサーの連結の問題を理解する。(1.5)
第7回 抵抗を流れる電流のオームの法則、電気回路のキルヒホッフの法則を理解する。(2.1)
第8回 磁場に対するクーロンの法則、ガウスの法則等、静磁気学について理解する。(2.2)
第9電流の作る磁界に関するフレミングの法則、ビオ・サバールの法則を理解する。(2.3)
第10回 磁場の強さと電流の関係(アンペールの法則)を理解する。(2.4)
第11回 例題を用いてアンペールの法則をより深く理解する。(2.4)
第12回 ファラデーの電磁誘導の法則について理解する。(3.1, 2)
第13回 交流回路を流れる電流について微分方程式を基に理解する。(3.3)
第14回 ガウスの法則、アンペールの法則、電磁誘導の法則の相互関係について説明し、それぞれの法則の統一的理解を深める。(総合)
第15回 到達度確認試験(筆記試験)、試験の講評
授業時間外学習 / Expected work outside of class
講義内容の理解のため、予習・復習を行うこと。
理解を深めるため、毎回LMSのテスト機能を用いた演習を実施する。
- 成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria -
方法 / Grading Policies
定期試験を行わず、到達度の確認(筆記による学力確認)と平常成績で総合評価する。
到達度の確認試験の成績(70%)、LMSのテスト機能を利用した演習(20%)、授業への参加度(10%)。
60%以上の成績を合格とする。基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy
講義内容、電磁気学の基本的考え方に対する理解度を基準に評価する。
- 教科書
Textbooks 関西大学工学部物理学教室編 『電磁気学(上)』 (学術図書出版) 978-4-7806-0119-0
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参考書
References 砂川重信 『電磁気学 初めて学ぶ人のために』 (培風館)
長岡洋介 物理入門コース3『電磁気学Ⅰ 電場と磁場』 (岩波書店)
長岡洋介、丹慶勝市 物理入門コース/演習2『例解 電磁気学演習』 (岩波書店)
和達三樹 物理入門コース10『物理のための数学』 (岩波書店)
- フィードバックの方法
Feedback Method LMSでの演習は自習が可能なように解説ページを用意しますが、正答状況をみて適宜授業内で解説を加えます。
- 担任者への問合せ方法
Instructor Contact オフィスアワー
授業の前後に対応します。
その他
関大LMSの「メッセージ」機能で連絡してください。
- 備考
Other Comments 関与する教育目標:(A)