情報 電磁気学I 3年・通年・必修・履修2単位
担当教員 四王天 正臣 連絡先 
講義の概要 静電場(静電界)についての理解を深めることを目的とし、おもにCoulomb(クーロン)の法則とGauss(ガウス)の法則を中心にして説明を行う。
到達目標 1.数学で学習しているベクトルの概念を、具体的な物理量に対応させて利用できるようになること。
2.数学で学習している微分・積分の基礎的部分を、物理現象を解明する手段として応用できるようになるための基礎造りをすること。
3.Coulombの法則とGaussの法則を理解し、これに基づいて具体的な計算ができるようになること。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 1.電荷にはたらく力  ・電荷を担うもの 電気素量  
第2週  ・素粒子と基本粒子 電子、陽子、中性子、クォークとレプトン  
第3週  ・Coulombの法則 Coulombの法則、引力、斥力  
第4週  ・電荷の単位 電荷の単位、MKSA単位系  
第5週  ・Coulombの法則の計算例(1) 原子のモデルの場合の計算ができる。  
第6週  ・Coulombの法則の計算例(2) 直線上、平面上に多数電荷がある場合の計算ができる。  
第7週 (中間試験)   
第8週  ・Coulombの法則の計算例(3) 立体的な配置に多数電荷がある場合の計算ができる。  
第9週  ・ベクトル ベクトルの復習と整理  
第10週  ・ベクトルの計算例 ベクトルの計算方法  
第11週  ・スカラー積とベクトル積 スカラー積とベクトル積の定義を把握する。  
第12週  ・スカラー積とベクトル積の計算例 スカラー積とベクトル積の計算ができる。  
第13週  ・ベクトル解析の基礎 スカラー積とベクトル積を用いたベクトル解析の基礎的公式  
第14週  ・ベクトル解析の基礎の計算例 ベクトル解析の基礎の公式を証明できる。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
後期 第1週 2.静電場の性質  ・電場(電界) 電場(電界)の意味  
第2週  ・いろいろな静電場(1) 直線上に分布した電荷による電場の計算ができる。  
第3週  ・いろいろな静電場(2) 電気双極子による電場の計算ができる。  
第4週  ・いろいろな静電場(3) 平面上に分布した電荷による電場の計算ができる。  
第5週  ・電気力線 電気力線  
第6週  ・Gaussの法則(1) Gaussの法則の導出を理解する。  
第7週 (中間試験)   
第8週  ・Gaussの法則(2) いろいろな電荷分布についてのGaussの法則を理解する。  
第9週  ・Gaussの法則の計算例(1) 直線上に分布した電荷による電場の場合の計算ができる。  
第10週  ・Gaussの法則の計算例(2) 球対称分布した電荷による電場の場合の計算ができる。  
第11週  ・Gaussの法則の計算例(3) 円筒対称分布した電荷による電場の場合の計算ができる。  
第12週  ・保存力の条件、渦無しの条件(法則) 保存力とはどういうものか学び、渦無しの条件(法則)を理解する。  
第13週  ・静電ポテンシャル、電位 静電ポテンシャル、電位の定義を把握する。  
第14週  ・電気双極子 電気双極子についての計算ができる。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Aに対応 達成項目本科イ)に対応 JABEE認定基準
教科書・参考書 参考書 : 柴田尚志著「例題と演習で学ぶ電磁気学」(森北出版)
教科書 : 長岡洋介・丹慶勝市著「例解 電磁気学演習」(岩波書店)
参考書 : 長岡洋介「電磁気学Ⅰ 電場と磁場」(岩波書店)
評価方法及び合格基準 成績の評価は、4回の定期試験と1回のレポート(各100点満点)の成績で行い、平均の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
3年次のうちに、自然現象や工学の問題を、数学の問題の形式で表現することに慣れるように励みましょう。