| 英文名 | Exercises in Electromagnetics Ⅰ | |
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| 科目概要 | 物理学科 ２年 ３群科目 必修 ２単位 前期 15 コマ 演習 週1コマ | |
| 科目責任者 | 黒田 圭司 | |
| 担当者 | 黒田 圭司 | |
| 備考 | 科目ナンバリング：SP302-PF25 | |
| 科目 | 教科に関する専門的事項（中・高 理科） |
|---|---|
| 施行規則に定める科目区分 |
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電磁気学 I に対応した課題演習を行う。電磁気学はマクスウェル方程式で記述できる非常に整った学問体系である。本科目では、この電磁気力に基づく自然現象のうち、時間依存性のない場合について、その全体像を把握する。同時にベクトル解析の記述法を用いて、それらを合理的に表現する方法を習得する。実際に多くの問題を解くことにより、頭の中で理解しているだけではなく自分で使う力を身につける。
電荷が作る電場についてのクーロンの法則、定常電流が作る磁場についてのビオ・サバールの法則について詳細な課題演習をする。これらを記述するために必要な、多変数関数の微積分、およびベクトル解析ついての課題演習も同時に行う。
教科書に沿った内容の演習問題を講義内課題とレポート課題の形式で各自で解き、電磁気学I の内容について理解を深める。毎回のレポート問題に関して講義内で解説を行う。講義内で2回小テストを行う。
| 回 | 項目 | 内容 | 担当者 |
|---|---|---|---|
| 1 | ベクトル解析１ | 多変数関数についての線積分、面積分に習熟する。 | 黒田 圭司 |
| 2 | 静電場1 | 電気双極子、直線電荷などがつくる静電場を導出する。 | 黒田 圭司 |
| 3 | 静電場2 | 種々の電荷分布がつくる静電場を導出する。 | 黒田 圭司 |
| 4 | 静電場3 | 積分形のガウスの法則をもちいて、諸電場を導出する。 | 黒田 圭司 |
| 5 | ベクトル解析2 | 多変数関数についてのガウスの定理等、計算に有用な諸公式を導出する。 | 黒田 圭司 |
| 6 | 静電場4 | 静電場のもつエネルギーを計算する。 | 黒田 圭司 |
| 7 | 小テスト1 | 第6回までの内容について | 黒田 圭司 |
| 8 | 定常電流 | いろいろな電気回路を流れる電流値などを、オームの法則を用いて導出する。 | 黒田 圭司 |
| 9 | 電流と磁場1 | 電流の様々な配置から、ビオ・サバールの法則を用いて磁場を計算する。また磁場中の電荷の運動を解析する。 | 黒田 圭司 |
| 10 | 電流と磁場2 | 多変数関数についてのストークスの定理等、計算に有用な諸公式を導出する。 | 黒田 圭司 |
| 11 | ベクトル解析3 | ソレノイドや平面電流等、特殊な配置の電流が作る静磁場を計算する。 | 黒田 圭司 |
| 12 | 電流と磁場3 | アンペールの法則を静磁場の導出に用いる。 | 黒田 圭司 |
| 13 | 電流と磁場4 | 電流がつくるベクトルポテンシャルを計算する。 | 黒田 圭司 |
| 14 | 小テスト2 | 第13回までの内容について | 黒田 圭司 |
| 15 | まとめ | 全体の確認と復習 | 黒田 圭司 |
静電磁場の性質について理解する。それぞれの問題の状況を判断し、何をどう使えばいいかがわかるようになる。そのための数学的基礎としてベクトル解析に関する手法も身につける。
毎回のレポート課題（50％）、講義内課題（30％）2回の小テスト（20％）により総合的に評価する。欠席、遅刻は減点の対象とする。
【授業時間外に必要な学習時間：予習２時間、復習２時間】
予習：毎回、レポート課題を与えるので解答の上提出する。まず自分の力で解くことが重要。復習: 講義中に解説を行うので、解けなかった問題はしっかり復習する。
該当教員なし
電磁気学I
レポート課題は採点後、次回講義時に返却します。講義中の解説は完全な解答の提示ではなく考え方を示すので、疑問点があれば積極的に質問してください。
| 種別 | 書名 | 著者・編者 | 発行所 |
|---|---|---|---|
| 教科書 | 電磁気学 | 砂川重信 | 岩波書店 |
| 参考書 | 電磁気学演習 | 砂川重信 | 岩波書店 |