到達目標
[前期]
□ 電場の概念を式に基づいて理解できる。
□ 電場を素材として、ベクトル量とスカラー量の違いを書き分けられる。
□ 電場を素材として、重ねあわせの法則をベクトル量とスカラー量について適切に書き分けられる。
□ 電位の概念を式に基づいて理解できる。
□ 電場と電位の関係を式に基づいて理解できる。
□ 電位の概念に基づき、コンデンサーの静電容量を求めることができる。
[後期]
□ 誘電体の基本的性質について理解できる。
□ コンデンサーに対する誘電体の効果を理解できる。
□ 磁性体の基本的性質について理解できる。
□ 磁化と磁化電流について理解できる。
□ 電磁場のエネルギーについて理解できる。
□ ビオ＝サバールの法則、アンペールの法則を式に基づいて理解できる。
□ 電磁誘導の法則を式に基づいて理解できる。
□ マクスウェル方程式を式に基づいて理解できる。
□ 変位電流について理解できる。
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 |
| ある物理量がベクトル量であるかスカラー量であるかを明確に区別し、重ね合わせの法則を適切に扱って物理量を的確に表現することができる。 | ある物理量がベクトル量であるかスカラー量であるかを明確に区別し、重ね合わせの法則を適切に扱って物理量を表現することができる。 | ある物理量がベクトル量であるかスカラー量であるかを明確に区別し、重ね合わせの法則を適切に扱って物理量を表現することができない。 |
| 電場や電位の概念を式に基づいて的確に理解できる。 | 電場や電位の概念を式に基づいて理解できる。 | 電場や電位の概念を式に基づいて理解できない。 |
| 電流と磁場の関係を式に基づいて的確に理解できる。 | 電流と磁場の関係を式に基づいて理解できる。 | 電流と磁場の関係を式に基づいて理解できない。 |
| 誘電体があるときの静電場について的確に理解でき、電流の周りの磁場についても的確に理解できる。 | 誘電体があるときの静電場について理解でき、電流の周りの磁場についても理解できる。 | 誘電体があるときの静電場について理解できず、電流の周りの磁場についても理解できない。 |
| 電磁誘導の法則および変位電流、また磁性体の基本的性質、磁化、磁化電流、そして電磁場のエネルギーについて的確に理解できる。 | 電磁誘導の法則および変位電流、また磁性体の基本的性質、磁化、磁化電流、そして電磁場のエネルギーについて理解できる。 | 電磁誘導の法則および変位電流、また磁性体の基本的性質、磁化、磁化電流、そして電磁場のエネルギーについて理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この授業を通じ、電磁気学の基本概念を理解できるようにする。最初に、電場の概念を式に基づいて理解し、電位
の概念と結び付ける。そして、電気回路を電位と電流の関係で捉えることができるようにする。その後、電流と磁場
の関係を式に基づいて理解できるようにし、アンペールの法則を式に基づいて理解できるようにする。それに加え、
電磁誘導の法則を式に基づいて理解できる。最後に、それら諸般の性質がマクスウェル方程式という形で統合されて
いることを理解できるようにする。また、電磁場のエネルギーについて理解できるようにする。さらに、誘電体、磁
性体の基本的性質を理解できるようにする。
授業の進め方・方法:
通常の講義形式
注意点:
各授業前の予習、復習を十分に行うことが必要不可欠です。与えられた課題は十分に時間を使い十分に理解したうえ
で提出する必要があります。
授業前に、教科書に出てくるベクトル解析、微分積分等の計算に関することは十分できるようにしておく必要があり
ます。
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 |
電場 |
・数学的基礎
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| 2週 |
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クーロンの法則と電場
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| 3週 |
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重ね合わせの法則
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| 4週 |
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電場計算の例
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| 5週 |
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ガウスの法則
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| 6週 |
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ガウスの法則による電場の計算（１）
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| 7週 |
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ガウスの法則による電場の計算（２）
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
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静電ポテンシャル
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| 10週 |
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| 11週 |
|
静電ポテンシャルの例（１）
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| 12週 |
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静電ポテンシャルの例（２）
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| 13週 |
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静電ポテンシャルと電場の関係
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| 14週 |
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| 15週 |
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導体における電場
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| 16週 |
期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
誘電体 |
誘電体の基本的性質を理解する
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| 2週 |
誘電体 |
分極ベクトルの作る電場の様子を理解する
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| 3週 |
誘電体 |
電束ベクトルを理解する
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| 4週 |
電流と静磁場 |
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| 5週 |
電流と静磁場 |
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| 6週 |
電流と静磁場 |
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| 7週 |
電流と静磁場 |
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電磁誘導 |
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| 10週 |
電磁誘導 |
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| 11週 |
変位電流、磁性体 |
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| 12週 |
磁性体 |
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| 13週 |
磁性体 |
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| 14週 |
電磁場のエネルギー |
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| 15週 |
電磁場のエネルギー |
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| 16週 |
定期試験 |
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評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 前期 | 20 | 20 | 10 | 50 |
| 後期 | 20 | 20 | 10 | 50 |