| 科目名 |
電磁気学 |
| 担当教員 |
綿森 道夫 |
| 対象学年 |
2年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ａ１０１ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火３,金３ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
授業の目的
電磁気学では、クーロンの法則から始まって、電位や磁場が存在するときに電子やその他の電荷を持った粒子の運動を理解することを第一の目的とする。例えば電流（電子）が電磁石の導線の中を流れれば、磁界が発生する（磁石になる）ことは日常の経験からある程度類推できるが、このことを正確に理解し、ある程度の計算ができるようになることが大切である。このような磁界が存在するときの電荷を持った粒子の運動に対しては、その運動が磁界と90度ずれた方向に引き起こされるために、方向を表す数学であるベクトルという手段を用いる。また、電磁誘導を理解するためには微分と積分の知識も必要不可欠である。また、電荷同士のクーロン力は電位を作り、その応用としてキャパシタ（コンデンサ）が存在することを理解しなければならない。電磁気がわかりにくいと思えるのは、電磁気の考え方以前に基礎的な数学を理解していないことに原因があると考えている。しかしながら、電磁気を学ぶことによって電気回路や電子回路の授業のより深い部分を学ぶことができるといえるので、電気気を理解して欲しいと考えている。
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| 授業の詳細2 |
授業の進め方
授業はテキストにそって進めるがあえて例題や問題についての説明はしない。そのかわりテストの出題範囲とすることで、各自に演習の勉強をしてもらうようにする。授業はテキストにそって進むので、予習・復習がやりやすいはずである。
達成目標
本科目を習得することにより、以下の事柄を把握できると信じているので、このことができるかどうかが達成目標となる。
（１） クーロンの法則を理解し、電位の考え方に発展できる。
（２） 簡単な構造のキャパシタの静電容量を計算できる。
（３） 電流と磁場について理解できる。
（４） 電磁誘導現象についてある程度の計算ができる。
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| 授業の詳細3 |
授業計画
１． 電荷と電気力
最初に授業の進め方と成績評価について説明したのち、テキスト第1章の電荷と電気力ついて授業を行う。いきなりクーロンの法則が登場する。
２． 電場
テキスト第2章の電場について授業を行う。クーロンの法則を変形して電場を求め、ガウスの法則に変形する。
３． 電位 その１
テキスト第3章の電位について授業を行う。電場から電位を求めてみる。
４． 電位 その２
テキスト第3章の電位についての授業の続きを行う。導体が存在するときの電位について考える。
５． キャパシタ
テキスト第4章のキャパシタについて授業を行う。直列接続、並列接続の考え方を説明する。
６． 電流 その１
テキスト第5章の電流について授業を行う。そもそも電流とは何なのかを考えてほしい。
７． 電流 その２
テキスト第5章の電流についての授業の続きを行う。
８． 中間テスト
テキスト第1章から第5章までの演習問題から出題するが、数値や求めるものに関しては多少変更する。40点満点である。
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| 授業の詳細4 |
９.電流と磁場 その１
テキスト第6章の電流と磁場について授業を行う。円電流やソレノイドの作る磁場を調べる。
10.電流と磁場 その２
テキスト第6章の電流と磁場についての授業の続きを行う。電流や荷電粒子に対して働く力について考える。
11.電磁誘導 その１
テキスト第7章の電磁誘導について授業を行う。ファラデーの発見した法則が定式化され、非常に重要な内容となる。
12.電磁誘導 その２
テキスト第7章の電磁誘導についての授業の続きを行う。相互誘導や交流について学ぶ。
13.マックスウェル方程式
テキスト第8章のマックスウェル方程式について授業を行う。ここでは簡単な概念を示すのみとなる。
14.電磁波と光
テキスト第9章の電磁波と光について授業を行う。
15.期末試験
期末試験をおこなう。期末試験はテキストの6章以降の演習問題を変形して出題して60点満点である。成績はそれまで行った小テストとの合計で判定する。
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| 授業の詳細5 |
成績評価
中間テストが40点程度、最後の期末テストで60点程度の、合計100点満点で評価する。出席はチェックしないので、出席点は存在しない。
C テストの合計点が60点から70点のもの（基本的には理解していると考えられる）。
B テストの合計点が70点から80点のもの（電位に関してある程度理解した考えられる）。
A テストの合計点が80点から90点のもの（磁場に関してある程度理解していると考えられる）。
AA テストの合計点が90点以上のもの（達成目標を完全に到達したと考えられる）。
テキスト
『基礎からの電磁気学』 原康夫著（学術図書出版） ISBN 978-4-87361-917-0
参考書
『物理学の基礎［3］電磁気学』 D.ハリディ他著，野崎光昭訳（培風館） ISBN 4-563-02257-8
備 考
電磁気学は力学と並んで物理学の２つの柱をなすものである。現代の電気社会もこの電磁気を中心として成り立っている。確かに電気の各講義（回路理論やデジタル回路、アナログ回路など）を理解するのに直接電磁気が必要になるわけではないが、電気・磁気の関係するいろいろな現象の理解がそれらの講義の深い意味での理解につながると考えられる。
履修前の受講が望ましい科目
電磁気学基礎 |
| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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