2024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 H

開講元: 理工系教養科目
担当教員: 宗片比呂夫
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (W3-301(W331))
クラス: H
科目コード: LAS.P103
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月14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	電荷、電界、重ね合わせの原理、電気力線、電界に関するガウスの法則	電界に関するガウスの法則を定式化し、それを電気力線によって説明する
第2回	電位、電位と電界の関係、双極子	電界と電位の関係を定式化し、幾つかの問題に対してその式を使って解く
第3回	双極子（続き）、導体と電界（その１）	導体内外の電界と電気力線を理解する
第4回	導体と電界（その２）、静電エネルギー	平行平板コンデンサをモデル化しながら静電エネルギーを理解する
第5回	軽く電流の復習、電流と磁束密度、フレミングの法則と外積	電流の周りに発生する磁界と磁気力線を理解する
第6回	ローレンツ力と外積、磁束密度に関するガウスの法則、ビオー・サバールの法則（その１）	電界と磁界の違いを理解する、ベクトルの外積計算に慣れる
第7回	ビオー・サバールの法則（その２）、期末テストに向けて	ビオーとサバールが行った実験を理解する、重点概念の総復習

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

基礎物理学課程　入門コース　電磁気学　田中秀数　著　培風館

参考書、講義資料等

電磁気学（中山正敏著、裳華房）、p.80-81　など

成績評価の方法及び基準

平常点は毎回の出席点で毎回3点で合計21点、期末筆記テストの満点は79点。　これを合計して成績評価を行う。

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

munekata.h.aa[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

講義日の午後だと一番便利。講義後に口頭もしくメールで申し込んでください。　
他の日時も対応可能ですが、on-line になると思います。

その他

具体的な講義内容はSCHOLA にアップロードする「クラスH 進行予定」に書きとめてあります。説明は第一回クラスで。