講義概要科目基礎情報授業科目名英文授業科目名基礎電磁気学 Electromagnetism Fundamentals 開講年度 2015年度開講学期後学期授業の方法科目区分開講学期・専攻 2 情報・通信工学科居室西2-727 更新日単位数専門科目肖鳳超授業関連Webページ 2 開講コース・課程情報理工学部講義担当教員名公開E-Mail 開講年次 [email protected] http://www.emclab.cei.uec.ac.jp/ 更新状況公開中講義情報主題および達成目標前もって履修しておくべき科目前もって履修しておくことが望ましい科目教科書等授業内容とその進め方電磁気学の基本となる諸現象と、そこから導かれる諸法則（ガウスの法則、アンペールの法則など）について学習する。また、基本的な電磁界分布を計算できるように、各法則の適用方法を学習する。コンデンサ、コイルと電磁界のエネルギーの関係、それらを表すパラメタである静電容量やインダクタンスの導出法について学習する。最終的に諸法則をまとめたマクスウェルの方程式まで学習する。微分積分学や線形代数学などの数学科目ベクトル解析、物理学概論などテキスト：砂川重信電磁気学初めて学ぶ人のために培風館参考書・参考資料等：渡辺征夫、青柳晃電磁気学（工科の物理）培風館現在体系化されている電磁気学の各項目について、その基本を説明し、物理現象が明らかとなるよう具体的な適用例を挙げながら解説をする。各授業においては理解を深めるよう問題演習も行う。授業計画第１回：電荷、クーロンの法則 (砂川: pp.1-8, 渡辺: pp.1-5)、ベクトルの復習(渡辺: pp.162-164) 第２回：近接作用と遠隔作用、電界、積分形のガウスの法則、ガウスの法則を用いた電界の計算(砂川: pp.9-25, 渡辺: pp.5-16) 第３回：電界中で電荷を移動させたときの仕事、電位(砂川: pp.29-37, 渡辺: pp.2125) 第４回：電位と電界の関係、電気双極子(砂川: pp.37-41, 渡辺: pp.25-29) 第５回：導体、静電遮蔽、静電誘導、静電容量、コンデンサ(砂川: pp.25-29, pp.4250, 渡辺: pp.36-44) 第６回：誘電体と分極、電束密度、媒質境界での条件(砂川: pp.57-68, 渡辺: pp.5164) 第７回：静電界のエネルギー、誘電体が装荷されたコンデンサの静電容量(砂川: pp.5056, 渡辺: pp.44-47, pp.64-66) 第８回：定常電流、オームの法則、抵抗、キルヒホッフの法則(砂川: pp.69-75, 渡辺: pp.73-79) 第９回：定常電流と静磁場、ビオ・サバールの法則(砂川: pp.89-93, pp.99-109, 渡辺: pp.87-91) 第１０回：積分形のアンペールの法則、積分形の磁場のガウスの法則(砂川: pp.93-98, 渡辺: pp.91-96) 第１１回：電流間に働く力、磁界中の運動する電荷に働く力（ローレンツ力）(砂川: pp.109-121, 渡辺: pp.101-103) 第１２回：磁性体、磁石のつくる磁界、磁性体の境界条件(砂川: pp.122-136, 渡辺: 授業内容とその進め方授業時間外の学習（予習・復習等） 105-113) 第１３回：積分形のファラデーの電磁誘導の法則、単極誘導(砂川: pp.143-155, 渡辺: pp.123-126) 第１４回：コイル、インダクタンス、磁界のエネルギー(砂川: pp.156-169, 渡辺: pp.128-140) 第１５回：変位電流、交流回路、マクスウェルの方程式、電磁波(砂川: pp.181-204, 渡辺: pp.145-157) 電磁気学は、ベクトル解析（勾配・回転・発散、ガウスの発散定理、ストークスの定理）が手段になるので、それを良く復習しておいて欲しい。積み上げ型の授業になるので、意味が分からないままにしておくと、その先の理解が困難になるので、授業で行う演習問題をよく理解できるように復習をして欲しい。 (a) 成績評価方法：期末試験の成績、宿題及び小テストの評価等を総合して判定する。期末試験を受けることと授業に出席することが判定のための必須条件である。追試験やレポート提出による単位認定は行わない。成績評価＝(宿題及び小テストの評価点，30％) ＋(期末試験の評価点，70％) 答案の書き方も評価対象とするので、論理的に明解な答案を書く努力をしなければならない。 (b) 評価基準：以下の到達レベルをもって合格の最低基準とする。成績評価方法 (1) クーロンの法則、静電場、ガウスの法則の概念を理解して、クーロン力や静電界および評価基準を正当に求めることができる。（最低達成評価基準を含む） (2) 静電ポテンシャルや電気双極子の概念と性質について理解し、それらを定量的に求めることができる。 (3) 電荷系や静電場のエネルギーなどを求めることができる。 (4) 静電場中の導体や誘電体における静電場の性質について理解し、それらを定量に求めることができる。 (5) 定常電流の性質、オームの法則の電子論、ジュールの法則を理解し、定常電流を求めることができる。 (6) 電磁界の源となる電荷、電流から、積分形の諸法則を用いて静磁界を計算できること。 (7) インダクタンスなど、電磁気現象に関わる重要なパラメタについて基本的な計算ができること。オフィスアワー：授業相談学生へのメッセージその他キーワード西２−７２７号室、月曜、５時限。この時間に都合が付かない場合には、メールや電話などにより別途アポイントメントを取ること。繰り返しになるが、積み上げ型の授業なので、意味が分からないままにしておくと、その先の理解が困難になる。授業で行う演習問題をよく理解できるように復習をして欲しい。この理解に至れば、物理の本質に触れることができて、学問の面白さを体験できる。特に無し電荷、静電界、クーロンの法則、電位、静電ポテンシャル、静電容量、定常電流、ビオ・サバールの法則、アンペアの法則、磁化、電磁誘導、インダクタンス、マックスウェルの方程式、電磁波