2025年度前期電磁気学2

曜日・時限 水曜日2時限 期別 前期 週時間数 0
ナンバリング EN330212
開講学科等 工学部-基礎理工学科
教員名 多米田 裕一郎
多米田 裕一郎

目的

電磁現象は自然科学および工学のほとんどすべての分野で関連する現象といっても過言ではない。本講義では、すでに学んだ「電磁気学」に続き、マクスウェルによって完成された電磁気学を理論的体系を再確認しながら、さらに進んだ内容を解説する。電磁気学の基本方程式であるマクスウェル方程式の意味を理解し、電磁気学の理論体系の美しさと自然現象の不思議さを実感することを目的とする。また、微分積分などの数学的技法を用いてマクスウェル方程式を扱えるようになり、場の概念の理解を深め、時間変動する電磁場や、電磁波などを扱えるようになり、現代物理学を学ぶための基本を身につける。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A, C 電場と磁場 事前学修 クーロンの法則や電場、磁場について調べる(2時間)
事後学修 電場、磁場に関する課題を解く(2時間)
2 A, C 電場のガウスの法則(積分形) 事前学修 教科書第1章1.1の予習(2時間)
事後学修 電場のガウスの法則(積分形)に関する課題を解く(3時間)
3 A, C 電場のガウスの法則(微分形) 事前学修 教科書第1章1.2の予習(2時間)
事後学修 電場のガウスの法則(微分形)に関する課題を解く(2時間)
4 A, C ガウスの定理 事前学修 ガウスの定理を調べる(2時間)
事後学修 ガウスの定理に関する課題を解く(3時間)
5 A, C 磁場のガウスの法則(積分形) 事前学修 教科書第2章2.1の予習(2時間)
事後学修 磁場のガウスの法則(積分形)に関する課題を解く(3時間)
6 A, C 磁場のガウスの法則(微分形) 事前学修 教科書第2章2.2の予習(2時間)
事後学修 磁場のガウスの法則(微分形)に関する課題を解く(2時間)
7 A, C ファラデーの法則(積分形) 事前学修 教科書第3章3.1の予習(2時間)
事後学修 ファラデーの法則(積分形)に関する課題を解く(3時間)
8 A, C ファラデーの法則(微分形) 事前学修 教科書第3章3.2の予習(2時間)
事後学修 ファラデーの法則(微分形)に関する課題を解く(2時間)
9 A, C アンペールの法則 事前学修 アンペールの法則を調べる(2時間)
事後学修 アンペールの法則に関する課題を解く(3時間)
10 A, C アンペール・マクスウェルの法則(積分形) 事前学修 教科書第4章4.1の予習(2時間)
事後学修 アンペール・マクスウェルの法則(積分形)に関する課題を解く(3時間)
11 A, C アンペール・マクスウェルの法則(微分形) 事前学修 教科書第4章4.2の予習(2時間)
事後学修 アンペール・マクスウェルの法則(微分形)に関する課題を解く(2時間)
12 A, C 発散定理とストークスの定理 事前学修 教科書第5章5.1の予習(2時間)
事後学修 発散定理とストークスの定理に関する課題を解く(3時間)
13 A, C 電磁波の波動方程式 事前学修 教科書第5章5.2の予習(2時間)
事後学修 電磁波の波動方程式に関する課題を解く(3時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
 「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
修得する資質・能力: 知識・理解 ,応用力 【DP-N-1-1】
・ マクスウェル方程式を体系的に理解する。
・ 電磁現象をマクスウェル方程式から説明できる。
・ ベクトル解析など数学的な取り扱いができる。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 60% 70% 30% 100%
小テスト、小論文 20% 70% 30% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 20% 30% 70% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 62% 38% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:「マクスウェル方程式ー電磁気学がわかる4つの法則」ダニエル・フライシュ著(岩波書店)
参考書:「電磁気学改訂版-初めて学ぶ人のために-」砂川重信著(培風館)

オフィスアワー

木曜日4限目(A号館3F 22号室)
(学内外の用務のため、オフィスアワーでも不在の可能性があります。)

その他

(1)関数付き電卓を持参すること。
(2)本講義の履修に先立って「物理学2」「電磁気学1」を履修しておくことが望ましい。
(3)レポート課題は、内容をチェックし返却する。また、試験の答案は返却しないが、希望者へは解法を公開する。

実務経験のある教員による授業科目