科目情報
コースナンバリング |
2-427x-232 |
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科目名 |
電磁気学Ⅳ |
開講学期 |
後期 |
開講時期 |
3クォータ |
曜日・校時 |
時間割外 |
単位数 |
2 |
授業担当教員 |
山内 一宏 |
講義情報
学士力番号
1−(3) |
講義形式
講義 |
講義概要
電磁気学IVでは、電場が変動する場合には変位電流を導入してアンペールの法則を拡張する必要があること、このことによって電場と磁場の方 程式の対称性が明らかになり、電磁場の基本方程式としてのマックスウエルの方程式が完成すること、マックスウェル方程式の帰結として電場と磁場の変動が波動(電磁波)として伝播すること、などを学んでもらう。さらに、物質中(誘電体、磁性体)中での静電場・磁場、並びに変動電磁場の振舞いと物質が示す電磁気的性質について理解してもらう。 |
開講意図
マックスウエル方程式によって、これまで学んできた個々の電気現象、磁気現象の法則が集大成されていることを理解する。 |
到達目標
マクスウェル方程式を言葉で説明できる。 |
履修上の注意
電磁気学IIIまでの内容を把握していることが必要。 |
授業計画
回 |
内容 |
授業以外の学習 |
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1 |
1.変動電流と電荷保存、変位電流 |
復習のポイント:変位電流の意味。p254例題1 |
2 |
2.マックスウエルの方程式 |
復習のポイント:電荷保存則との関連。p259問題1 |
3 |
3.電磁場のエネルギー |
復習のポイント:エネルギー密度と流れ・保存則。 p262例題1 p263問題1 |
4 |
4.電磁波 |
復習のポイント:マックスウエル方程式から波動方程式の導出。 |
5 |
5.電磁波の放射と伝播 |
復習のポイント:3次元で波動方程式の導出。 |
6 |
6.中間テスト又は問題演習 |
わからなかった問題を復習する |
7 |
7.電場による分極、誘電体、電束密度 |
復習のポイント:電荷シートのモデル、誘電率、p291問題1 |
8 |
8.物質中の静電場の境界条件、誘電体のある時の静電場 |
復習のポイント:基本方程式を満たす境界条件、p296例題1,2 |
9 |
9.磁性体、磁化と磁場の強さ |
復習のポイント:磁化電流の存在下でのアンペールの法則、ガウスの法則 |
10 |
10.物質中の静磁場の境界条件 |
復習のポイント:電場の場合との対比 |
11 |
11.問題演習(授業の進度によっては変更あり) |
これまでの問題で理解度を確認する |
12 |
12.物質中の電磁場のマックスウエル方程式 |
復習のポイント:真空中との違い、電場・磁場の再定義 |
13 |
13.誘電体中の振動電場 |
復習のポイント:原子の古典モデルによる周波数依存性、p323問題1 |
14 |
14.誘電体、導体中の電磁波 |
復習のポイント:屈折、吸収の効果。p332問題2 |
15 |
15.全体のまとめと補足 |
これまでにわかりにくかった箇所の復習 |
成績評価の方法と基準
目標の達成度を確認するために、中間試験(50%)と期末試験(50%)を実施し、合計して60点以上を合格とする。 |
開示する成績評価の根拠資料等
定期試験および中間試験の問題、解答例、配点を開示する。 |
開示方法
希望者には、個別に開示する。 |
教科書
資料名 |
版 |
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著者名 |
発行所名・発行者名 |
出版年 |
備考(巻冊:上下等) |
ISBN |
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電磁気学Ⅱ 変動する電磁場 |
初版 |
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長岡洋介 |
岩波書店 |
2017 |
物理入門コース新装版 |
9784000298643 |
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オフィスアワー
金2 |
アクティブラーニング導入状況
アクティブラーニング導入状況 |
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カテゴリー4 |
カテゴリー3 |
カテゴリー2 |
カテゴリー1 |
カテゴリー0 |
学生が自ら主体となって、学習の方向性を定め、問題解決に導くための時間です。PROBLEM BASED LEARNING |
グループや個人で行った能動的学習の成果を、教室内外で発表し、その評価を受けたり、質問に対応したりすることにより、学修した内容を深化させるための時間です。OUTPUT |
学生自らが自由に発言し、グループやペアでの協働活動により課題に取り組み、何らかの帰結に到達するための能動的学習の時間です。INTERACTION |
学生からの自由な発言機会はないものの、授業時間中に得られた知識や技能を自ら運用して、問題を解いたり、課題に取り組んだり、授業の振り返りをしたりする能動的学習を行う時間です。ACTION |
基本的に学生は着席のまま、講義を聞き、ノートをとり、知識や技能を習得に努める時間です。INPUT |
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その他
旧課程の科目になるので、オンデマンドなどを利用したり新過程の講義と兼用したりフレキシブルに進める |