2023年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 電磁気学演習Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 前田 知人 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 木曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E41L |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 講義科目「電磁気学Ⅰ」で学習した内容（静電気学）について，その応用として具体的な問題の解法を学ぶことで，種々の概念や法則・関係式の理解を深めるとともに，基礎的な計算力を身に付けることができる。 到達目標は以下のとおりとする。 (1) クーロンの法則を適用し，与えられた典型的な電荷分布から電場を計算することができる。 (2) 積分形のガウスの法則を適用し，与えられた典型的な電荷分布から電場を計算することができる。 (3) 静電ポテンシャルと電場の関係について理解し，関連する計算をすることができる。 (4) 導体の静電場中の性質を理解し，（コンデンサーを含む）関連する計算をすることができる。 (5) 静電エネルギーについて理解し，関連する計算をすることができる。 (6) 静電場の微分法則について理解し，与えられた典型的な電荷分布から解を求めることができる。 本授業科目はDP1及びCP1に該当しています。 科目ナンバリング:MFmPh-209＊ |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 毎回，与えられた演習課題を各自で解くとともに，教員と学生，又は学生同士でその内容について討議する。その成果をレポートにまとめて次回の授業時に提出する。全演習問題の中から基本的問題，典型的問題を選んで，総合演習を行う。提出されたレポート等は評価を付けて返却し，解説を行う。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野，電気電子工学分野） (1)同時に電磁気学Iを履修すること。 (2)微分積分I・II，数学演習I・IIを修得していることが望ましい。 (3)ベクトル解析，ベクトル解析演習を修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 講義ガイダンス: 電磁気学に現れる基本的物理量，マクスウェル方程式，電磁気学における基本単位 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
|---|---|
| 第2回 | クーロンの法則(その1): 電荷とクーロン力の法則，力の遠隔作用と近接作用，静電場の重ね合わせの原理 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第3回 | クーロンの法則(その2): 様々な電荷分布(電気双極子，連続的な電荷分布) 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第4回 | ガウスの法則(その1): 電気力線とその性質，積分形のガウスの法則，ガウスの法則の応用 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第5回 | ガウスの法則(その2): 続:ガウスの法則の応用 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第6回 | 静電ポテンシャル(その1): 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第7回 | 静電ポテンシャル(その2): 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第8回 | 総合演習１とその解説 【事前学習】これまでレポートとして提出した演習問題を再度自分解いてみる。また授業内容を振り返り，講義で学んだことや気が付いたことについて他者と話し合ってみる。（60分） |
| 第9回 | 静電場の微分法則: ベクトル場の積分定理(ガウスの発散定理，ストークスの定理)，静電場の微分法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第10回 | 静電エネルギー: 静電エネルギー，静電ポテンシャルと静電エネルギー，静電場のエネルギー 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第11回 | コンデンサー: コンデンサーと静電容量，コンデンサーの接続 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第12回 | 静電場の境界値問題: ポアソン方程式とラプラス方程式，ポアソン方程式の解の性質，ポアソン方程式の解法 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第13回 | 導体と静電場: 導体・絶縁体・半導体，導体の性質，鏡像法 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第14回 | 総合演習２とその解説 【事前学習】これまでレポートとして提出した演習問題を再度自分解いてみる。また授業内容を振り返り，講義で学んだことや気が付いたことについて他者と話し合ってみる。（60分） |
| 第15回 | 誘電体: 誘電体の性質，誘電体とコンデンサー 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
その他
| 教科書 |
山村泰道・北川盈雄 『電磁気学演習［新訂版］』 理工基礎 物理学演習ライブラリ 3 サイエンス社 2004年 第1版
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| 参考書 |
二宮正夫・並木雅俊・杉山忠男 『物理のための数学入門』 講談社基礎物理学シリーズ 10 講談社 2009年 第1版
長岡洋介・丹慶勝市 『 例解 電磁気学演習』 物理入門コース／演習 2 岩波書店 1990年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
(1)授業への取り組み状況及び演習課題レポート60％，総合演習40％の割合で総合的に評価する。 (2)出席回数が総授業回数の５分の３（９回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 (3)授業開始から30分を経過した後に入室した場合は，欠席として取り扱い，出席回数には数えない。 |
| 質問への対応 | 研究室のほか，メール，Zoom等で随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
前田(船橋校舎9号館1階911B号室) maeda.tomohito@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:15 ～ 13:15
金曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |
遠慮なくどんどん質問に来てください。 【令和４年度成績分布状況】履修者数29名 S:5人(20%),A:6人(24%),B:10人(40%),C:4人(16%),D:0人(0%),E:4人 |