2021年度学院等開講科目教養科目群理工系教養科目

電磁気学基礎１ G

開講元: 理工系教養科目
担当教員: 谷津陽一
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (W242)
クラス: G
科目コード: LAS.P103
単位数: 100
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義ではクーロンの法則から出発し，静電場と静磁場について講義する。

電磁気学は自然を理解するための重要な学問である。また，専門コースでの理学，工学，生命科学を学ぶ上での必須の基礎学問である。本講義では，電荷がつくる電場と電流がつくる磁場の概念と，その数学的記述を修得し，これを基に電気磁気現象を理解し，未知の電気磁気学問題を解く能力を養う。

到達目標

本講義を履修することにより，以下の知識と能力を修得する。
1) 電場，電位，静電エネルギー，磁束密度，磁気モーメントなどの概念を正しく理解し，数学的に表現できる。
2) 電場に関するガウスの法則とビオ・サバールの法則を正しく理解し，電場や磁束密度を求めることに応用できる。
3) 方程式で表された電気磁気学問題の数学的解を求めることができ，数学的解が意味する物理を説明できる。

キーワード

クーロンの法則，電場，ガウスの法則，電位，導体，コンデンサー，電気容量，静電エネルギー，電流，磁気力，磁束密度，磁気モーメント，ビオ・サバールの法則

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

各講義の2/3は基礎的内容について，残る1/3は発展的応用的内容についての解説に充てる．講義内容の確実な理解と応用力を養うために，講義内容に関連した演習問題を物理学演習第二で出題する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	クーロンの法則、ガウスの法則、（電荷に働く力、重ね合わせ、電気力線，電界の導入）	電界の概念ついて説明せよ。
第2回	電位、電位と電界の関係、双極子（ガウスの法則による電界の導出、電界と電位の数学的関係）	電界に関するガウスの法則を説明せよ。
第3回	導体と電界、静電エネルギー（その１）	導体に対するガウスの法則の適用を説明せよ。静電エネルギーを計算せよ。
第4回	静電エネルギー（その２）、電流と磁界	静電エネルギー密度を説明せよ。電流が流れる平行導線間に働く力を説明せよ。
第5回	外積表現によるローレンツ力、磁束密度に関するガウスの法則	磁束密度、電荷運動、ローレンツ力の関係式を説明せよ、磁束密度と電界との違いを把握せよ。
第6回	磁気モーメント、ビオ・サバ―ルの法則（その１）	電流ループが磁気モーメントとみなせること、電流の周囲に磁界が発生することを証明する実験を説明せよ。
第7回	ビオ・サバ―ルの法則（その２）、アンペールの法則	有限長さを有する電流線の周囲の磁束密度を計算せよ

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

プリントを配布する予定である。

参考書、講義資料等

なし

成績評価の方法及び基準

期末テストに基づく。

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない。