概要:
静止した電荷が作る電場の性質を理解し、簡単な電荷系によって作られる電場の計算ができるようになることがこの授業の主題である。
静電場の性質は１）ガウスの法則と２）渦なしの法則によって決定される。これらの法則はベクトルの微分または積分の形で定式化されるため、ベクトルを用いた微分・積分が必須となる。
導体があるときの静電場の様子、コンデンサーの静電容量について学ぶ。
授業の進め方・方法:
教室での座学形式の授業を行う。
注意点:
電磁気学演習Ｉと合わせて、問題を解くことにより十分に理解を深めてください。
場の考え方、線積分、面積分にも慣れてください。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
静電界 |
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。(1)
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| 2週 |
静電界 |
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。(2)
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| 3週 |
静電界 |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。(1)
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| 4週 |
静電界 |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。(2)
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| 5週 |
静電界 |
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。(1)
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| 6週 |
静電界 |
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。(2)
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| 7週 |
導体と誘電体 |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。(1)
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
導体と誘電体 |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。(2)
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| 10週 |
導体と誘電体 |
誘電体と分極、及び、電束密度を説明できる。(1)
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| 11週 |
導体と誘電体 |
誘電体と分極、及び、電束密度を説明できる。(2)
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| 12週 |
静電容量 |
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。
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| 13週 |
静電容量 |
静電容量を説明でき、誘電材料について説明できる。
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| 14週 |
静電容量 |
静電容量の接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。
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| 15週 |
静電容量 |
静電エネルギーを説明できる。
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| 16週 |
テスト返却 |
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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 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 不定形を含むいろいろな数列の極限を求めることができる。 | 3 | |
| 無限等比級数等の簡単な級数の収束・発散を調べ、その和を求めることができる。 | 3 | |
| 簡単な1変数関数の局所的な1次近似式を求めることができる。 | 3 | |
| 1変数関数のテイラー展開を理解し、基本的な関数のマクローリン展開を求めることができる。 | 3 | |
| オイラーの公式を用いて、複素数変数の指数関数の簡単な計算ができる。 | 3 | |
| 2変数関数の定義域を理解し、不等式やグラフで表すことができる。 | 3 | |
| 合成関数の偏微分法を利用して、偏導関数を求めることができる。 | 3 | |
| 簡単な関数について、2次までの偏導関数を求めることができる。 | 3 | |
| 偏導関数を用いて、基本的な2変数関数の極値を求めることができる。 | 3 | |
| 2重積分の定義を理解し、簡単な2重積分を累次積分に直して求めることができる。 | 3 | |
| 極座標に変換することによって2重積分を求めることができる。 | 3 | |
| 2重積分を用いて、簡単な立体の体積を求めることができる。 | 3 | |