概要:
現代科学における最重要分野の一つである電磁気学を、現代物理学の基本概念である「場」に基づき理解できるよう
にする。この授業では、微積分で記述された電流と磁場に関する基本法則を学習し、電磁誘導の法則を微分形で学ぶ
。最終的には、微分形で表現された静電場・静磁場の法則（静電場の法則は応用物理IIＡの内容）を統合し、現代
物理学で最も重要な法則の一つであるマックスウェル方程式を導出し、その基本性質を学ぶ。
授業の進め方・方法:
座学
注意点:
物理I・IIの電磁気学分野の総復習を勧める。また、微分・積分およびベクトル解析が重要となってくるため、その
予習・復習を行うことが深い理解の助けとなる。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
電流と磁場（１） |
・電流の概念を理解し、電流を電流密度を用いてベクトル表示できる
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| 2週 |
電流と磁場（２） |
・ビオサバールの法則を書き下すことができる
・ビオサバールの法則を用いて、電流により生じる磁場を計算することができる
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| 3週 |
電流と磁場（３） |
・アンペールの法則を理解することができる
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| 4週 |
電流と磁場（４） |
・アンペールの法則を用いて、電流により生じる磁場を計算することができる
・磁束の概念を理解することができる
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| 5週 |
電流と磁場（５） |
・磁気双極子の概念を理解することができる
・磁場中の磁気双極子が受ける力を計算することができる
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| 6週 |
電流と磁場（６） |
・ベクトルポテンシャルの概念を理解することができる
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| 7週 |
電流と磁場（７） |
・与えられたベクトルポテンシャルから磁場を計算することができる
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電磁誘導の法則（１） |
・現象としての電磁誘導を理解することができる
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| 10週 |
電磁誘導の法則（２） |
・電磁誘導の法則を積分形で書くことができる
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| 11週 |
電磁誘導の法則（３） |
・電磁誘導の法則を微分形で書くことができる
・磁場の持つエネルギーを計算することができる
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| 12週 |
オームの法則と電気回路 |
・オームの法則を理解することができる
・キルヒホッフの法則を用いて、回路に流れる電流を計算することができる
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| 13週 |
マックスウェル方程式（１） |
・変位電流の概念を理解することができる
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| 14週 |
マックスウェル方程式（２） |
・マックスウェル方程式を書き下すことができる
・簡単なケースでマックスウェル方程式を解くことができる
・時空の変換則から特殊相対性理論へつながることが理解できる
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| 15週 |
後期定期試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 4 | |
| 閉じた系と開いた系、系の平衡、状態量などの意味を説明できる。 | 4 | |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | |
| 閉じた系と開いた系について、エネルギー式を用いて、熱、仕事、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。 | 4 | |
| 閉じた系および開いた系が外界にする仕事をp-V線図で説明できる。 | 4 | |
| 理想気体の圧力、体積、温度の関係を、状態方程式を用いて説明できる。 | 4 | |
| 定積比熱、定圧比熱、比熱比および気体定数の相互関係を説明できる。 | 4 | |
| 内部エネルギーやエンタルピーの変化量と温度の関係を説明できる。 | 4 | |
| 等圧変化、等積変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。 | 4 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | |
| サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。 | 4 | |
| カルノーサイクルの状態変化を理解し、熱効率を計算できる。 | 4 | |
| エントロピーの定義を理解し、可逆変化および不可逆変化におけるエントロピーの変化を説明できる。 | 4 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | |