<概要/Course Content Summary>
高校の物理で学んだ「電気と磁気」について,ベクトルを用いた表現や微分・積分を導入することによってその内容を再定式化するとともに,基礎的な概念や考え方を系統的に理解する。その基礎の上にたってMaxwell方程式を導出し,電磁波について理解する。
<到達目標/Goals,Aims>
理系学生として,常識として知っていなくてはならない「電気,磁気」の理解を得る。
<授業計画/Schedule>
(実施回/ Week)
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(内容/ Contents)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
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(実施回/ Week)
1-5回目
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(内容/ Contents)
電荷と電場 Coulombの法則,Gaussの法則とその応用 コンデンサー,電位,等電位面 コンデンサーの容量,接続 コンデンサーに蓄えられるエネルギー,誘電体,導体
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(授業時間外の学習/ Assignments)
演習課題
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(実施回/ Week)
6,7回目
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(内容/ Contents)
電流 電流,抵抗,Ohmの法則,起電力,電圧降下 直流回路,Kirchhoffの法則,電流と仕事
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(授業時間外の学習/ Assignments)
演習課題
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(実施回/ Week)
8-10回目
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(内容/ Contents)
電流と磁場 電流,Ampèreの法則,いろいろの電流分布と磁場 変位電流,Ampère-Maxwellの法則 磁化,磁石,磁束密度,磁場中の電流が受ける力 荷電粒子に対するLorentz力,サイクロトロン運動,Hall効果
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(授業時間外の学習/ Assignments)
演習課題
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(実施回/ Week)
11-13回目
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(内容/ Contents)
電磁誘導 誘導電場・起電力,Faradayの法則,Lenzの法則 自己誘導,インダクタンス,逆起電力 コイルに蓄えられるエネルギー,相互誘導,交流
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(授業時間外の学習/ Assignments)
演習課題
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(実施回/ Week)
14,15回目
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(内容/ Contents)
Maxwell方程式 積分形:時間変化する電荷・電流と電場・磁場,電磁波の伝播 微分形:ベクトル場の発散と回転,積分形から微分形への移行,電磁波の発生と伝播
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(授業時間外の学習/ Assignments)
演習課題
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<成績評価基準/Evaluation Criteria>
平常点(出席,提出物)
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40%
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授業や課題に対する熱意
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期末評価
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60%
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「電気と磁気」に対する理解
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今後の状況次第で変更が生じる可能性がある。
<成績評価結果/Results of assessment>
成績評価の見方について/Notes for assessment
登録者数 |
成績評価(%) |
評点 平均値 |
備考
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A |
B |
C |
D |
F |
他 |
57 |
3.5 |
31.6 |
24.6 |
15.8 |
24.6 |
0.0 |
1.7 |
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<テキスト/Textbook>
粕谷 敏郎・高岡 正憲・成田 真二,水島 二郎,和田 元 『大学生のための物理入門』 (学術図書出版社、2010)
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前野昌弘 『よくわかる電磁気学』 (東京図書、2010)
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永田一清 『基礎物理学演習 II』 (サイエンス社、1991)
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<参考文献/Reference Book>
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