2020年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 電磁気学演習Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 前田・山田 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 木曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E42F |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 講義科目「電磁気学II」で学習した内容（静磁気学の法則，変動する電磁場の法則）について，その応用として具体的な問題の解法を学ぶことで，種々の概念や法則・関係式の理解を深めるとともに，基礎的な計算力を身に付けることができる。 到達目標は以下のとおりとする。 (1) 荷電粒子が磁場から受ける力について物理的意味を理解し，関連する計算をすることができる。 (2) ビオ-サバールの法則及び積分形のアンペールの法則を適用し，与えられた典型的な電流分布から磁場を計算することができる。 (3) 静磁場のエネルギーについて，その物理的意味を理解し，計算することができる。 (4) 電磁誘導の法則について物理的意味を理解し，誘導起電力や自己インダクタンス等の関連する諸量を計算をすることができる。 (5) 変位電流について物理的意味を理解し，関連する計算をすることができる。 (6) ポインティング・ベクトルについて物理的意味を理解し，関連する計算をすることができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
(1) 毎回，演習課題を与え，問題解法の基本的考え方・方法について教員が解説した後，各自で演習問題を解くとともに，教員と学生，又は学生同士でその内容について討議する。その成果をレポートにまとめて次回の授業時に提出する。 (2) 全演習問題の中から基本的問題，典型的問題を選んで，理解度確認テストを実施する。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野） (1)同時に電磁気学IIを履修すること。 (2)電磁気学I，電磁気学演習Iを履修していること。 (3)微分積分I・II，数学演習I・IIを履修していること。 (4)物理数学I，物理数学演習Iを履修していること。 |
授業計画
| 第1回 | 電流と電荷保存則：（1）電流と電流密度 （2）電荷保存則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
|---|---|
| 第2回 | 電流と磁場：（1）磁石と静磁場 （2）ローレンツ力 （3）定常電流に働く磁気力 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第3回 | 定常電流の作る磁場：（1）ビオ-サバールの法則 （2）定常電流間に働く力 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第4回 | 静磁場の基本法則（その1）：（1）ベクトルポテンシャル （2）ベクトルポテンシャルとビオ-サバールの法則 （3）静磁場に関するガウスの法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第5回 | 静磁場の基本法則（その2）：（1）アンペールの法則 （2）静電場の法則と静磁場の法則の比較 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第6回 | 電磁誘導（その1）：（1）誘導起電力 （2）磁束 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第7回 | 電磁誘導（その2）：（3）ファラデーの電磁誘導の法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第8回 | 磁場のエネルギー：（1）電場が電荷になす仕事率 （2）磁場のエネルギー 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第9回 | インダクタンス：（1）自己インダクタンス （2）相互インダクタンス 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第10回 | 真空中の電磁場（その1）：（1）電荷保存則と変位電流 （2）真空中のマクスウェル方程式 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第11回 | 真空中の電磁場（その2）：（4）電磁場のエネルギーと運動量 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第12回 | 真空中の電磁波：（1）波動方程式 （2）平面電磁波 （3）電磁波の放射 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第13回 | 磁性体と静磁場：（1）磁性体，磁化と磁場の強さ（2）磁性体中の静磁場の基本法則（3）磁性体中の磁場のエネルギー 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第14回 | 物質中の電磁場：（1）物質中のマクスウェル方程式 （2）誘電体中の電磁波 （3）導体と電磁波 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第15回 | 理解度確認テスト及びその解説 【事後学習】テストでできなかった箇所について，再度自分で演習問題を解いてみる。また授業内容を振り返り，講義で学んだことや気が付いたことについて他者と話し合ってみる。（60分） |
その他
| 教科書 |
山村泰道・北川盈雄 『電磁気学演習［新訂版］』 理工基礎 物理学演習ライブラリ 3 サイエンス社 2004年 第1版
佐川弘幸・本間道雄 『電磁気学』 物理学スーパーラーニングシリーズ 丸善出版 2012年 第2版
|
|---|---|
| 参考書 |
二宮正夫・並木雅俊・杉山忠男 『物理のための数学入門』 講談社基礎物理学シリーズ 10 講談社 2009年 第1版
長岡洋介・丹慶勝市 『例解 電磁気学演習 』 物理入門コース／演習 2 岩波書店 1990年 第1版
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
(1)授業及び課題レポートへの取組状況50％，理解度確認テスト50％の割合で総合的に評価する。 (2)出席回数が総授業回数の５分の３（９回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 (3)授業開始から30分を経過した後に入室した場合は，欠席として取り扱い，出席回数には数えない。 |
| 質問への対応 | 研究室で随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
前田(船橋校舎9号館1階911B号室) maeda.tomohito@nihon-u.ac.jp 山田(船橋校舎9号館1階916E号室) yamada.kenji@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:15 ～ 13:15 前田
金曜 船橋 12:15 ～ 13:15 前田
月曜 船橋 12:30 ～ 13:15 山田
木曜 船橋 12:30 ～ 13:15 山田
|
| 学生への メッセージ |
遠慮なくどんどん質問に来てください。 【令和元年度成績分布状況】履修者数20名 S:6人(31.58%),A:5人(26.32%),B:4人(21.05%),C:3人(15.79%),D:1人(5.26%),E:1人 |