到達目標
現代の機械工学において，その基礎となるものの一つに物理学が挙げられる．本講義では物理現象がどのように応用されているかを含めて習得するものである．応用物理Ⅱでは静的ないし時間変動する電磁気の基本について演習を交えて理解を深める．
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 | ガウスの法則を用いて電荷が作る電界を説明が出来る | 点電荷の作る電界について導出が出来る | 点電荷の作る電界について導出が出来ない |
| 評価項目2 | 電界がベクトル場であることを理解している | 電界の重ね合わせが出来る | 電界の重ね合わせが出来ない |
| 評価項目3 | 電界と電場の違いが説明出来る | 導体と絶縁体の違いが説明出来る | 導体と絶縁体の違いが説明出来ない |
| 評価項目4 | ローレンツ力による電線、点電荷に働く力や軌跡が導出出来る | 磁界中の荷電体の運動に対する力の大きさと向きを説明出来る | 磁界中の荷電体の運動に対する力の大きさと向きを説明出来ない |
| 評価項目5 | LC回路における電荷の移動、電流の時間変化について説明が出来る | コンデンサー、コイルに蓄えられるエネルギーの違いが説明出来る | コンデンサー、コイルに蓄えられるエネルギーの違いが説明出来ない |
| 評価項目6 | マクスウェル方程式の微分表記、積分表記が出来、かつベクトル場として説明が出来る | マクスウェル方程式を説明出来る | マクスウェル方程式を説明出来ない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
現代の機械工学において，その基礎となるものの一つに物理学が挙げられる．本講義では物理現象がどのように応用されているかを含めて習得するものである．応用物理Ⅱでは静的ないし時間変動する電磁気の基本について演習を交えて理解を深める．
授業の進め方・方法:
教員単独による講義を実施する．
注意点:
電磁気学に関わる微積分の公式は力学と比較して複雑化するため、物理学の知識だけではなく数学についても予め復習をしておくこと．
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 |
ガイダンス |
講義の進め方について、応用物理Ⅰの復習
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| 2週 |
静的な電磁気（１） |
クーロンの法則、電位、導体と絶縁体、ガウスの法則
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| 3週 |
静的な電磁気（２） |
電荷の作る電位と電気容量、コンデンサー
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| 4週 |
静的な電磁気（３） |
コンデンサーに蓄えられるエネルギー、一般的なガウスの法則
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| 5週 |
静的な電磁気（４） |
静的な磁気における物性
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| 6週 |
静的な電磁気（５） |
静的な電磁気に関する課題
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
動的な電磁気（１） |
電流とオームの法則
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| 2ndQ |
| 9週 |
動的な電磁気（２） |
電流と磁界の計算法、ビオサヴァールの法則
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| 10週 |
動的な電磁気（３） |
アンペールの法則、ソレノイド、ローレンツ力
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| 11週 |
動的な電磁気（４） |
時間変動する電界、磁界、ファラデーの電磁誘導
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| 12週 |
動的な電磁気（５） |
インダクタンス、コイルに蓄えられるエネルギー
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| 13週 |
動的な電磁気（６） |
電気振動、電磁場、マクスウェル方程式
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| 14週 |
動的な電磁気（７） |
動的な電磁気に関する課題
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
解説と到達度の確認 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | 前2 |
| クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | 前2 |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | 前8 |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | 前8 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 前8 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 3 | 前2 |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 3 | 前2 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | 前2 |
| 材料系分野 | 無機材料 | Bohrの原子模型について説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |