到達目標
静電界に関する理論を習得し、電気・電子工学を履修するために必要な基本的能力を養うことを目標とする。ベクトルの概念を用いて各物理量を表現することができる。 静電界における電荷、電界、電位等を説明でき、それらを計算できる。 導体、誘電体を説明できる。 静電容量を説明でき、それらを計算できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 静電界におけるガウスの法則や鏡像法など基礎的な法則が理解でき，応用問題を解くことができる。 | 静電界におけるガウスの法則や鏡像法など基礎的な法則が理解でき，応用問題を補助があれば説くことができる。 | 静電界におけるガウスの法則や鏡像法など基礎的な法則が理解でき，応用問題を解くことができない。 |
| 評価項目2 | | | |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
第２学年の物理や第3学年の電磁気学基礎の講義において学んだことを基に，クーロンの法則、ガウスの法則及び物質内部での静電界の性質について学習する。特に、基本法則の数学的な取り扱いを通して，電磁気学における抽象的，論理的，数学的な思考力を養うとともに，電子技術の基礎となる知識の習得を目的とする。
授業の進め方・方法:
目に見えない電磁気現象を自分のイメージとしてとらえることが重要である。ベクトルや微分積分などの数学の知識を駆使する。またエネルギーなどの物理学の知識は必須である。 学んだ知識を確実にするには、実際に問題を解く必要がある。
注意点:
・詳解電磁気学演習 ，後藤 憲一 山崎 修一郎，共立出版
・電磁気学ノート，藤田 広一，コロナ社
・電気磁気学 ，山田 直平，桂井 誠，電気学会
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
「0. ガイダンス」，「1. ベクトル解析の基礎」 |
・物理量のベクトル表現ができる。
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| 2週 |
「1. ベクトル解析の基礎」 |
・物理量のベクトル表現ができる。
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| 3週 |
「2. 電荷に働く力（クーロンの法則）と電界」 |
・物質中の電荷について理解する。
・電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。
・クーロンの法則から電界の定義や電気力線について理解できる。
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| 4週 |
「3. 様々な電荷による電界」 |
直線状・円状・球状など連続・不連続に分布した電荷から電界を求めることができる
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| 5週 |
「4. ガウスの法則」 |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算などに用いることができる。
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| 6週 |
「5. 電界と電位，導体の性質」 |
・電位の定義が理解できる。
・電界から電位を計算することができる。
・静電気における導体の性質が理解できる。
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| 7週 |
復習・演習 |
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
「6. 静電容量」 |
・静電容量の定義が理解できる
・導体球・円柱・平行平板等の静電容量を計算できる。
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| 10週 |
「7. 導体を含む系の電界と電位，静電誘導」 |
・導体を含む場合の電界や電位を計算できる。
・導体の静電誘導を理解できる
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| 11週 |
「8. 誘電体と誘電分極」 |
・誘電体について説明できる。
・誘電体における分極が理解でき，分極ベクトルや分極電荷を計算することができる。
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| 12週 |
「9. 誘電体中の電界と電束密度」 |
・誘電体中の電界を分極ベクトルから計算できる。
・誘電体中の電束密度を計算できる。
・誘電体におけるガウスの法則を理解できる。
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| 13週 |
「10. 誘電体中の境界条件，電気エネルギー・力」 |
・誘電体中の境界条件を理解できる。
・誘電体における静電エネルギーや力を理解でき，これらを計算することができる。
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| 14週 |
復習・演習 |
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
答案返却・解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 演習問題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |