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授業科目名 電磁気学
時間割番号 TAM205
担当教員名 東海林 篤
開講学期・曜日・時限 後期・水・IV 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
自然現象を理解する上で基本となる電磁気学を、静電場、静磁場、電磁誘導を中心に基本法則を学ぶ。ベクトル解析や微分方程式など数学的手法を電磁現象の物理的イメージをつかみながら復習し、電荷密度場、電位場、電場、磁場という場の概念と、場の運動を記述するマクスウェル方程式を理解し、電気回路や電子デバイスに応用する力を身につけることを主眼とする。
<本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー>(能力・資質)
工学部(~2023年度入学生)>先端材料理工学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
AM-A専門1.基礎的知識物理学
AM-B2.専門的知識・技術材料科学
<到達目標>  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
AM
1電荷密度場、電位場、電場、磁場という場の概念を説明できる。AM-A
2ガウスの法則、オームの法則、キルヒホッフの法則を説明できる。AM-B
3ビオ・サバールの法則、アンペールの法則を説明できる。AM-A
4ファラデーの法則を説明できる。AM-B
5マックスウェルの方程式を説明できる。
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
120%テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する
220%テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する
320%テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する
420%テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する
520%テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する
合計100% 
<授業の方法>
授業実施形態は面接授業(対面授業)とする。教科書や事前配布資料などをもとに各自で予習をした上で授業へのぞんでもらう。授業は主に板書によって進めるが、演習や演示実験などを行い授業内容に対する理解を深め応用力を身に付けてもらう。授業後はレポート課題などに取り組み授業内容を復習することで知識の定着を促す。また、小テストや総括評価を行うことで、自身の理解度を常に把握しながら勉学に取り組めるようにする。
<受講に際して・学生へのメッセージ>
授業内容を理解するためには数学の知識も必要となるため、「微分積分学」「線形代数学」へ真剣に取り組み授業内容を理解することが望ましい。
<テキスト>
  1. 佐野元昭著, 新・基礎電磁気学, サイエンス社, ISBN:9784781911007,
    (2005年出版 ライブラリ新・基礎物理学, 2)
<参考書>
  1. 永田一清, 佐野元昭, 轟木義一共著, 新・基礎電磁気学演習, サイエンス社, ISBN:9784781913827,
    (2016年出版 ライブラリ新・基礎物理学, 別巻 ; 2)
<授業計画の概要>
1タイトル数学的準備、クーロン力
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容電磁気学に必要な数学的準備知識、クーロンの法則、クーロン力の重ね合わせの原理について解説する。
2タイトル静電界
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容電界、電界の重ね合わせの原理、電界中の荷電粒子の運動について解説する。
3タイトル電位
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容電荷の移動と仕事、電位、等電位面、電位の勾配などについて解説する。
4タイトルガウスの法則
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容電気力線、電界の面積積分、ガウスの法則などについて解説する。
5タイトル導体
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容静電誘導、静電遮蔽、導体を含む静電界の解法について解説する。
6タイトルコンデンサ、誘電体
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容静電容量、静電エネルギー、誘電体、誘電分極などについて解説する。
7タイトル定常電流
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容電流、電気抵抗、キルヒホッフの法則、ジュール熱などについて解説する。
8タイトル中間評価:総括・まとめ
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容ここまでの総括とまとめを行い、理解度を評価する。
9タイトル静磁界
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容直線電流が作る磁界、磁束線、ビオ・サバールの法則などについて解説する。
10タイトル電磁力
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容電流が磁界から受ける力、ローレンツ力、ホール効果などについて解説する。
11タイトルアンペールの法則、磁性体
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容アンペールの法則、磁気モーメント、磁化、磁界の強さなどについて解説する。
12タイトル電磁誘導
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容ファラデーの電磁誘導の法則、誘導電界、インダクタンスなどについて解説する。
13タイトル交流回路
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容交流、交流回路、複素インピーダンスなどについて解説する。
14タイトルマクスウェル方程式
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:演習問題を解く。
授業内容アンペールの法則の拡張、マクスウェル方程式、電磁波などについて解説する。
15タイトル最終評価:総括・まとめ
事前学習
事後学習
事前:教科書指定範囲に目を通しておく。
事後:授業内容を総復習する。
授業内容本講義の総括とまとめを行い、最終評価を行う。
<前年度授業に対する改善要望等への対応>
担当者変更
<備考>
(未登録)