| 授業科目名（和文） ［Course］ |
基礎電磁気学 |
| 授業科目名（英文） ［Course］ |
Fundamentals of Electromagnetism |
| 学部（研究科） ［Faculty］ |
共通教育/全学教育 |
| 学科（専攻） ［Department］ |
自然科学 <学部教育への準備> |
| 担当教員（○：代表教員） [Principle Instructor(○) and Instructors] |
○坂本 豊和 自室番号（2111）、電子メール（sakamoto**c.oka-pu.ac.jp） ※利用の際は,** を @に置き換えてください |
| 単位数 ［Point(Credit)］ |
後期 2単位 |
| 対象学生 ［Eligible students］ |
1年次生 |
| 授業概略と目標 ［Course description and Objects］ |
電磁気学は、電場や磁場を通じた物理現象を解明する手段であり、古典力学と呼ばれるニュートン力学とともに、自然現象を解明する有力な手段として位置付けられている。 |
| 到達目標 ［Learning Goal］ |
1. 電磁気学で現れる基本的な物理量の定義に習熟する。 2. 電場や磁場を通じた物理現象を支配する法則を理解し、電磁気現象の定式化とその解法に習熟する。 |
| 履修上の注意 ［Notes］ |
予習および復習を充分行うこと。 |
| 授業計画とスケジュール ［Course schedule］ |
1. 電荷と電場Ⅰ（電荷、導体と絶縁体） 電荷や導体のなどの基本的概念を解説する。 2. 電荷と電場Ⅱ（クーロンの法則、点電荷、電気力線） 静電場で現れるクーロンの法則、点電荷そして電気力線の概念について、例題を通じて 解説する。 3. ガウスの法則Ⅰ（球対称の場合、軸対称の場合） 周回積分で表されるガウスの法則を解説し、例題を通じて、対称性のある場合に解析的 に求められることを示す。 4. ガウスの法則Ⅱ（平衡状態の導体と電場） 重ね合わせの原理を用いて、一様な面密度で帯電し平行に置かれた導体の作る電場を求 める。 5. 電位（電気力による位置エネルギー、電位と電位差、電位の計算） ポテンシャルの概念を用いて電位を定義し、例題を通じて電位の計算方法を説明する。 6. コンデンサⅠ（電気容量の求め方、いくつかの型のコンデンサの電気容量） 平行平板型、円筒型、球形型コンデンサの電気容量を求める。 7. コンデンサⅡ（コンデンサの直列接続と並列接続、誘電体で満たされたコンデンサ） コンデンサの直列接続および並列接続に対する合成容量の求め方を解説する。 8. 電流Ⅰ（電流、オームの法則、電力） 電流およびオームの法則を解説する。 9. 電流Ⅱ（直流回路とキルヒホッフの法則、抵抗の直列接続と並列接続） キルヒホッフの法則および抵抗の直列接続と並列接続に対する合成抵抗の求め方を解説 する。 10. 電流Ⅲ（抵抗網、ホイートストン・ブリッジ） 抵抗網の例題を通じて、合成抵抗の求め方を解説する。 11. 磁場と磁気力Ⅰ（ローレンツ力、一様な磁場中での荷電粒子の運動） 一様な磁場中での荷電粒子の運動が円軌道を描くことを証明する。 12．磁場と磁気力Ⅱ（サイクロトロン、質量分析器への応用） 一様な磁場中での荷電粒子の運動が、質量分析器の測定原理となることを解説する。 13. 電流と磁場（ビオ・サバールの法則、アンペールの法則） ビオ・サバールの法則を解説し、直線電流への適用例について述べる。 14. 物質の磁化と磁場（反磁性体、常磁性体、強磁性体） 物質の磁化曲線と３つの磁性体について解説する。 15. 電磁誘導（磁束、磁場のガウスの法則、ファラデーの法則） 磁束を定義し、これを用いた電磁誘導の法則を解説する。 |
| 成績評価方法と基準 ［Grading policy (Evaluation)］ |
期末試験（到達目標1,2に対する出題）の評価90%，学習態度10%である。 なお，出席率が2/3以上を，期末試験の受験資格とする。 |
| 教科書 ［Textbook］ |
教科書：特に指定しない 参考書：｢物理学への道 下｣、西山敏之、小谷恒之、大塚顕三、山田安定 著、学術図書 |
| 自主学習ガイド及び キーワード ［Self learning］ |
ベクトル、微分、積分の概念が必要となるので、高校数学の内容を充分復習すること。 |
| 開講年度 ［Year of the course］ |
28 |
| 備考 | 特になし |
| 資格等に関する事項 | 特になし |