2020年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
科目名 | 基礎電磁気学 | ||
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設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 2年 |
担当者 | 芦澤・岩田 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜5 |
校舎 | 船橋 | 時間割CD | J15A |
クラス |
概要
学修到達目標 | 2年次設置必修科目である電磁気学I及び演習,電磁気学II及び演習を修得するための基礎として重要な電磁気学の基礎となる部分の概念を理解することができる。 ※本科目は未来博士工房対応科目である。 |
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授業形態及び 授業方法 |
基本的にはオンデマンド方式のビデオ講義により授業を進める。適宜演習・宿題を課す。毎回の講義で小試験を課し出席と対応させる。また、中間試験レポートを実施し理解度を測る。小試験や中間試験レポートの解説を行い,理解不足の部分を自分で把握し確かな実力に結びつける。 |
履修条件 | 電磁気学のための数学での講義内容、及び、高校生レベルの微分・積分・力学の知識を修得していることが望ましい |
授業計画
第1回 | 力・クーロン力I 電荷間に働く力・クーロン力について説明し、基礎的な問題を解く。 【事前学習】デカルト座標系、円柱座標系、極座標系での座標やベクトル表記法、及び、力学の基礎を復習しておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分) |
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第2回 | 力・クーロン力II 電荷が分布しているときのクーロン力に関する問題を解く。 【事前学習】デカルト座標系、円柱座標系、極座標系での座標やベクトル表記法、及び、力学の基礎を復習しておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分) |
第3回 | 電界/電気力線 【事前学習】テキストの電界、電気力線について予習し、理解できない箇所を明確にしておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分) また、第1回中間試験レポート課題(第1~3回の内容)を課す。 |
第4回 | 内積を用いた面積積分 (ベクトルを用いる。後半の仕事・電位、ガウスの定理の左辺の計算につながる内容) 【事前学習】テキストのガウスの定理を予習し、理解できない箇所を明確にしておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分) |
第5回 | 内積を用いた面積積分II (ベクトルを用いる。後半の仕事・電位、ガウスの定理左辺の計算につながる内容) 【事前学習】テキストを読んで予習し、理解できない箇所を明確にしておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分) |
第6回 | 体積積分 (ガウスの定理右辺の計算につながる内容) 【事前学習】高校化学・物理・数学で学習した様々な「密度」について復習しておくこと。特に、密度の「単位」に注意すること。(120分) 【事後課題】配布したプリント(問題)で、解けなかった問題、理解が不十分な問題を解き、理解を深めること。(120分) |
第7回 | 体積積分II (ガウスの定理右辺の計算につながる内容) 【事前学習】単位長さ当たり、単位面積当たり、単位体積当たりの電荷量、つまり電荷密度について考えてくること。特に、それぞれの「単位」に注意すること。(120分) 【事後課題】配布したプリント(問題)で、解けなかった問題、理解が不十分な問題を解き、理解を深めること。(120分) また、第2回中間試験レポート課題(第1~7回の内容)を課す。 |
第8回 | 第1回、第2回の中間試験レポートを解説する。 【事前学習】第1回~第7回目までの内容を再度解き直し、復習しておくこと。(180分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し理解を深めること。(60分) |
第9回 | ガウスの定理I 【事前学習】参考書「図でよくわかる電磁気学」3章p.21~26までを熟読し、例題3.1を解いてくること。(120分) 【事後課題】参考書「図でよくわかる電磁気学」3章、例題3.1、3.2を解き、ガウスの定理の使い方について理解を深めること。(120分) 例題3.2について、例題3.1のように、日本語の説明、計算、考え方をしっかり記載した回答をレポートして提出する。模範解答は、次回の授業で説明する。 |
第10回 | ガウスの定理II 【事前学習】参考書「図でよくわかる電磁気学」3章p.21~27までを熟読し、例題3.3の略解を良く読んで理解しておくこと。特に日本語の説明が何を意味しているのかをじっくり考えること。(120分) 【事後課題】参考書「図でよくわかる電磁気学」3章、例題3.3をガウスの定理を使って、順序立てて解き、ガウスの定理の使い方について理解を深めること。(120分) |
第11回 | ガウスの定理II 【事前学習】参考書「図でよくわかる電磁気学」3章p.21~27までを熟読し、例題3.4の略解を良く読んで理解しておくこと。特に日本語の説明が何を意味しているのかをじっくり考えること。(120分) 【事後課題】参考書「図でよくわかる電磁気学」3章、例題3.4をガウスの定理を使って、順序立てて解き、ガウスの定理の使い方について理解を深めること。(120分) |
第12回 | 内積を用いた線積分 (ベクトルを用いる。後半の仕事・電位、ガウスの定理右辺の計算につながる内容) 【事前学習】事前に配布するプリントを読んで予習し、理解できない箇所を明確にしておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分)課題は次回の講義開始時までに提出すること。レポート提出後に配布する解答例を参考に理解を深めること。 |
第13回 | 仕事・電位(直線経路、折れ線経路) 概念とベクトル演算 (内積を用いた線積分を利用) 【事前学習】仕事の概念を復習しておくこと。テキストの電位の概念について予習し、理解できない箇所を明確にしておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分)課題は次回の講義開始時までに提出すること。レポート提出後に配布する解答例を参考に理解を深めること。 |
第14回 | 仕事・電位(直線経路、折れ線経路) 概念とベクトル演算 (内積を用いた線積分を利用) 【事前学習】テキストの電位の計算過程について予習し、理解できない箇所を明確にしておくこと。(120分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し、演習課題を解いて理解を深めること。(120分)課題は次回の講義開始時までに提出すること。レポート提出後に配布する解答例を参考に理解を深めること。 |
第15回 | 中間試験レポート(9~14回目の内容)試験後、解答を配布して解説する。 【事前学習】第9回~第14回目までの内容を再度解き直し、復習しておくこと。(180分) 【事後学習】講義で行った内容を復習し理解を深めること。(60分) |
その他
教科書 |
使用しない
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参考書 |
伊藤 彰義 (著), 細野 裕行 (著), 塚本 新 (著), 中川 活二 (著) 『図でよくわかる電磁気学』 コロナ社 2014年 第1版
高木浩一,他 『大学1年生のための電気数学-電気回路・電磁気学の基礎数学-』 森北出版 2006年 第1版
兵頭俊夫 『考える力学』 学術図書出版社
兵頭 俊夫 『電磁気学』 裳華房
伊藤彰義、中川活二 『理工系のための解く! 電磁気学』 講談社サイエンティフィック
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成績評価の方法 及び基準 |
小テスト(平常点) 40% 中間試験レポート 60% 岩田担当分においては、宿題の提出率が内容も含めて75%を下回る場合は、点数を付けられないと判断します。 |
質問への対応 | 随時,各研究室にて対応 |
研究室又は 連絡先 |
芦澤(422) ashizawa.yoshito@nihon-u.ac.jp 岩田(412) iwata.nobuyuki@nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
木曜 船橋 09:00 ~ 10:00 4号館422室 芦澤
水曜 船橋 10:40 ~ 12:10 4号館412室 岩田
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学生への メッセージ |
質問はいつでも大歓迎です。積極的に授業に参加してください。 |