到達目標
ベクトル解析を使いこなせるようになること。電磁気学の基礎的な内容を理解し,ベクトル解析を使ってその内容を表現できるようになること。
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 | ベクトル解析のイメージが掴め,それを応用して電磁場の現象を説明することができる. | ベクトル解析について教科書を参考にしつつ,電磁場の現象を説明することができる. | ベクトル解析が全く理解できない. |
評価項目2 | ベクトル解析を用いて,マクスウェル方程式の意味を説明することができる. | ベクトル解析について,教科書を参考にしつつマクスウェル方程式の意味を説明することができる. | マクスウェル方程式の意味が理解できない. |
評価項目3 | 電磁波の波動方程式を導出し,その一般解から電磁波の特性を説明することができる. | 電磁波の波動方程式とその一般解の性質について,教科書を参考にしつつ説明することができる. | 電磁波の波動方程式の導出とその一般解の意味が理解できない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
ベクトル解析の後,電磁気学の基礎的な理論を学ぶ。静電場から始まり電磁波の伝搬まで,その理論的な取り扱い方法を習得する。
授業の進め方・方法:
講義形式および演習形式で行う。問題演習を随時行い,発表と議論を行う。また必要に応じてレポートの提出を求める。なお,試験結果が合格点に達しない場合は,再試験を行うことがある。
注意点:
ベクトル解析を理解して,演習問題を多く解くことが理解するポイントである。物理的なイメージが重要であり,それを数式によって表現できるように訓練しなくてはならない。
授業の属性・履修上の区分
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 |
ベクトル場とベクトルの演算 |
ベクトル場が理解でき,和と差の演算ができる。
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2週 |
スカラー積とベクトル積 |
ベクトルの積の演算ができ,その意味がわかる。
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3週 |
ベクトルの微分 |
勾配と発散,回転の意味がわかる。
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4週 |
ベクトルの積分 |
ガウスの定理とストークスの定理がわかる。
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5週 |
ベクトル解析の諸々の定理 |
デルタ関数,グリーンの定理とベクトル場の性質がわかる。
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6週 |
静電場 |
静電場と電荷の関係を理解し,計算ができる。
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7週 |
静電場 |
静電場と電荷の関係を理解し,計算ができる。
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8週 |
静磁場 |
静磁場と電流の関係を理解し,計算ができる。
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2ndQ |
9週 |
静磁場 |
静磁場と電流の関係を理解し,計算ができる。
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10週 |
電磁場と力 |
電磁気的な力の計算ができる。
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11週 |
時間的に変化する電磁場 |
時間的に変化する電磁場が理解でき,式で表せる。
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12週 |
マクスウェルの方程式 |
マクスウェルの方程式の内容が説明できる。
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13週 |
自由空間における電磁波の伝搬 |
電磁波の波動方程式が導け,その内容が理解できる。
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14週 |
電磁波の放射 |
電磁波の放射原理が説明できる。
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15週 |
到達度試験 |
上記項目について学習した内容の到達度を確認する。
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16週 |
試験の解説と解答 |
前期試験の解説と解答、本授業のまとめ、授業アンケート
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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 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
専門的能力 | 15 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
分野横断的能力 | 15 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |