基礎電磁気学および演習

なし

電磁気学は力学とともに古典物理学の双璧をなす美しい学問体系であり、電磁気現象の応用は現代社会の基盤技術として我々の日常生活に不可欠のものである。本講義では、電磁気に関する種々の物理現象について、それらの背後にある物理的な考え方をしっかりと理解することを第一の目標とする。加えて、具体的な問題について定量的な計算を行うことで、関与する物理量の大きさの程度の感覚をつかみ工学的なセンスを養うことを目指す。

物理学概論第一、第二 微積分学第一、第二

特になし

教科書:
長岡洋介「物理学入門コース第3巻 電磁気学 I」(岩波書店)
参考書:
砂川重信「電磁気学」(岩波書店)
前田和茂、小林俊雄「電磁気学」(森北出版)
伊東敏雄「電磁気学」(朝倉書店)
溝口正「電磁気学-SI UNITS」(裳華房)

授業計画
1回 クーロンの法則、電荷の単位
2回 ベクトル、スカラー積とベクトル積、遠隔作用と近接作用
3回 静電場、電気力線
4回 ガウスの法則
5回 保存力、静電ポテンシャル
6回 静電エネルギー、電気双極子
7回 微分形のガウスの法則
8回 中間試験
9回 微分形の渦なしの法則
10回 ポアソンの方程式とその解
11回 導体と静電場
12回 境界値問題と鏡像法
13回 コンデンサーとその静電容量、静電場のエネルギー
14回 定常電流と保存則
15回 まとめ

原則として毎回演習課題を出題する。電磁気学は順序だった学習を行うのは理解に必須であり、予習復習を演習と合わせて行うこと。

小テスト、中間試験、期末試験により評価する。
評価合計点で60%以上が合格の基準となる。具体的には以下のいずれも満たしていることが合格の基準である。
(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おり、クーロン力や静電場の定量的な計算ができる。
(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ており、それらについて定量的な計算ができる。
(3)電荷系や静電場のエネルギーについて理解しており、定量的な計算ができる。
(4)導体における静電場の性質について理解しており、それについて定量的な計算ができる。
(5)コンデンサーや定常電流について理解しており、それらについて定量的な計算ができる。

火曜5限

電磁気学は専門科目の学習へ向けての必須な内容です。日々の取り組みで学ぶようにしてください。

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