2022年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
科目名 | 電磁気学演習 | ||
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設置学科 | 物理学科 | 学年 | 2年 |
担当者 | 高橋・三島・二瓶 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜3・4 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M33P |
クラス | A , B | ||
履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
その他 | 実務経験のある教員による授業科目 |
概要
学修到達目標 | 電磁気学に関する演習問題(共通のテキスト)を解くことによって,「電磁気学 I」および「電磁気学 II」の理解を深め,電磁気学の考え方を学び,電磁気学に関する標準的な問題を解くことができるようになる。 本授業科目はDP3・4・5及びCP3・4・5に該当する。 この講義(演習)は、国の研究機関における研究者としての経験を持つ教員、プラズマ物理学、宇宙物理学、素粒子物理学を専門分野とする教員によって構成され、それらの経験を活かし、電磁気学の基本的な考え方(ベクトル場としての電磁気学、Maxwell方程式からスタートとする電磁気学の解き方)、素粒子物理学、原子核物理学、物性物理学、プラズマ物理学、核融合科学、実験・理論物理学全般への応用法について修得する。 |
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授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 具体的なスケジュールはガイダンスで指示する。各回6題程度の演習問題が用意される。 受講者は各回,全問題の予習を行い,授業時間内の解説を参考に自己添削を行う。解説に当たっては,担当教員が学生を指名し回答をさせ,必要に応じて解説や補足事項の説明を行う。また,各回,授業範囲の小テストを行い,各教員が採点し評価する。 シラバスに示した学習内容および順序は進度やクラス等によって変更される可能性がある。 |
履修条件 | 必修科目 電磁気学I,電磁気学II,物理数学I,物理数学IIを履修していることが望ましい。 |
授業計画
第1回 | 電磁気学で用いる数学(座標系、微分演算子、多重積分、ガウスの発散定理、ストークスの定 理、立体角) 【事前学習】物理数学Iで学んだ内容について復習し,またCST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】授業内容の復習をすること(2時間) |
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第2回 | 点電荷及び分布する点電荷の静電場(クーロンの法則、電気力線、電場、電位、電気双極子) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第3回 | ガウスの法則と静電場(ガウスの法則とその応用) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第4回 | 静電場の基本法則(ポアソンの方程式)と導体の静電場(ポアソンの方程式、導体系、電気鏡像法、ラプラスの方程式) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第5回 | 静電エネルギー(静電エネルギー、仮想変位の原理) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第6回 | 誘電体(電気分極、電束密度、誘電体、ローレンツ電場) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第7回 | 第1回中間試験とその解説 理解度の確認のため平常試験を実施し,試験の内容について解説する。 【事前学習】第1〜6回の内容について復習して授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】授業内容の復習をすること(2時間) |
第8回 | 定常電流場(オームの法則、キルヒホッフの法則) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第9回 | 静磁場(定常電流が作る)の基本法則(ビオ・サバールの法則、ローレンツ力、磁束密度の起源、ベクトルポテンシャル) テンシャル) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第10回 | アンペールの法則(アンペールの法則とその応用) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第11回 | 電磁誘導の法則(誘導起電力とファラデーの電磁誘導の法則) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第12回 | インダクタンスと磁気エネルギー(インダクタンスと誘導係数,磁場のエネルギー,仮想変位の法則) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第13回 | マクスウェルの方程式(電磁場のエネルギー、ポインティングベクトル、ゲージ不変性、遅延ポテンシャル、双極子放射、電磁場の複素数解析) 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第14回 | 総合問題と解説 【事前学習】関連する電磁気学Iの講義範囲を復習し,CST-VOICEにより配布された課題を事前に解いて授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】小テストで解答できなかった範囲を中心に,授業内容の復習をすること(2時間) |
第15回 | 平常試験(期末)と解説 理解度の確認のため平常試験を実施し,試験の内容について解説する。 【事前学習】第8〜14回までの課題について復習して授業に臨むこと(2時間) 【事後学習】授業内容の復習をすること(2時間) |
その他
教科書 |
特に教科書は指定しませんが,習熟度にあった教科書を参照することをお勧めします。
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参考書 |
参考書は特に定めません。図書館や書店で自分に合ったものを探しましょう。
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成績評価の方法 及び基準 |
各回の演習の取り組みと課題(30%),授業内試験(中間および期末)の結果を各35%とし,総合的に評価する. |
質問への対応 | 各演習の内容に関しては、各担当教員が行う。 全体の運営に関する問い合せは髙橋まで。 |
研究室又は 連絡先 |
高橋(居室:駿河台校舎7号館2階721A室) 三島(水曜日のみ12時20分から13時10分 駿河台タワースコラ2,3階講師室) 二瓶(居室:駿河台校舎8号館2階821G室) |
オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:20 ~ 13:10 髙橋
水曜 駿河台 12:20 ~ 13:10 三島
水曜 駿河台 12:20 ~ 13:10 二瓶
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学生への メッセージ |
演習の進め方は担当教員によって異なりますが,なるべく統一できるように配慮したいと思います.演習には,必ず,参考書や授業のノートなどを持参し自分で解答を作成しましょう.わからな いことは,放っておかずその場で質問するようにしましょう.授業中(演習中)教室で座っているだけでは単位は取れません。 予習/復習を自分で行い(問題を自分で解いて) 授業に臨みましょう. |