到達目標
１．クーロンの法則を用いて，電荷によるクーロン力，静電界，電位・電位差を求めることができる．
２．電気力線の概念やガウスの法則を用いて電界を求めることができる．
３．導体における静電誘導現象，導体の特性を表す係数，2導体間の静電容量を理解できる．
４．電気影像法（鏡像法）による電界計算の手法を理解できる．
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 |
| 評価項目1 | ベクトル解析の基礎を理解し，説明できるとともに利用することができる． | ベクトル解析の基礎を理解し，与えられた課題を解くことができる． | ベクトル解析の基礎を正しく理解できない． |
| 評価項目2 | 点電荷・線電荷・円環状電荷･円板状電荷による電界・電位を求めることができる． | 点電荷による電界・電位を求めることができる． | 電荷による電界・電位を正しく求めることができない． |
| 評価項目3 | ガウスの法則を用いた応用的な問題を解くことができる． | ガウスの法則を用いた基本的な問題を解くことができる． | ガウスの法則を用いた問題を正しく解くことができない． |
| 評価項目4 | 静電誘導を考慮した導体系の電界・電位を求めることができる． | 静電誘導を考慮した導体系の電界・電位の基本的例題を理解できる． | 静電誘導を考慮した導体系の電界・電位を正しく求めることができない． |
| 評価項目5 | 電気影像法（鏡像法）の手法を用いて各種の問題を解くことができる． | 電気影像法（鏡像法）の手法を理解できる． | 電気影像法（鏡像法）を正しく理解できない． |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程（本科１〜５年）学習教育目標 （２）
説明
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教育方法等
概要:
クーロンの法則から出発し，電磁気学の歴史的アプローチにほぼ従う形で講義を進める．この方法は，それぞれのステップにおいて物理的な意味をつかみやすいことが利点である．電磁気学は，ベクトル解析などの数学的知識も要求されるため，これらについても適宜取り扱う．
授業の進め方・方法:
座学による講義が中心である．講義項目ごとに演習問題に取り組み，各自の理解度を確認する．また，定期試験返却時に解説を行い，理解が不十分な点を解消する．積極的な授業参加や成績不振者の学力補充レポートの提出があった場合は加点評価とし，課題レポートの未提出・提出遅れ，講義中の他の学生への迷惑行為（私語など）が認められた場合は減点評価とする．
注意点:
関連科目：数学（微分積分，三角関数，ベクトル解析），応用物理，電気回路，電子工学．
学習指針：目に見えない電磁気現象は数学的取り扱いが中心となるため，各自の経験や身近な体験を通じて説明できるまで理解することが重要である．
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 |
ベクトル解析の基礎（１） |
電磁気学を理解するための基礎となるベクトル解析の公式と使い方を理解できる．
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| 2週 |
ベクトル解析の基礎（２） |
ベクトルのスカラー積（内積）とベクトル積（外積）の意味を説明でき，問題を解くことができる．
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| 3週 |
ベクトル解析の基礎（３） |
ベクトルの微分と積分の意味を説明でき，問題を解くことができる．
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| 4週 |
ベクトル解析の基礎（４） |
勾配(grad)，発散(div)，回転(rot)の意味を説明でき，問題を解くことができる．
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| 5週 |
クーロンの法則 |
静電気的な力の法則であるクーロンの法則を理解できる．
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| 6週 |
点電荷がつくる電界 |
電界の定義と，クーロンの法則を用いて点電荷がつくる電界の求め方を理解できる．
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| 7週 |
前期中間試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答できる．
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
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| 2ndQ |
| 9週 |
線電荷がつくる電界 |
線電荷がつくる電界の求め方を理解できる．
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| 10週 |
円環状電荷･円板状電荷がつくる電界 |
円環状電荷･円板状電荷がつくる電界の求め方を理解できる．
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| 11週 |
電荷を動かすために要する仕事 |
電界中で静止している電荷を移動させて再び静止させるための仕事の求め方を理解できる．
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| 12週 |
電位 |
電位の定義，電気双極子による電位を理解できる．
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| 13週 |
電位の傾き |
電位の傾きと電界との関係を理解できる．
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| 14週 |
電気力線 |
任意の局面を通り抜ける電気力線を理解できる．
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| 15週 |
前期末試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答できる．
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
電界中のガウスの法則 |
点電荷におけるガウスの法則を理解できる．
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| 2週 |
ガウスの発散定理 |
分布電荷におけるガウスの法則，ガウスの発散定理とベクトルの発散を理解できる．
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| 3週 |
ポアソンの方程式・ラプラスの方程式 |
ポアソンの方程式とラプラスの方程式を理解できる．
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| 4週 |
ガウスの法則の演習 |
ガウスの法則による電界･電位の解法を理解できる．
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| 5週 |
静電誘導 |
電界中におかれた導体に発生する静電誘導を理解できる．
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| 6週 |
静電誘導の演習 |
導体内に発生した静電誘導を考慮した電界・電位の解法を理解できる．
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| 7週 |
後期中間試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答できる．
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
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| 4thQ |
| 9週 |
電位係数 |
導体の特性を表す電位係数の定義と計算方法を理解できる．
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| 10週 |
容量係数と誘導係数 |
導体の特性を表す容量係数と誘導係数の定義と計算方法を理解できる．
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| 11週 |
静電エネルギー |
真空中の導体を帯電状態にしたときの静電的エネルギーを理解できる．
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| 12週 |
静電容量とコンデンサ |
2導体間の静電容量の求め方と，コンデンサの性質と合成容量を理解できる．
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| 13週 |
電気影像法（鏡像法） |
導体に起こる静電誘導の効果をいくつかの点電荷による効果に置き換える電気影像法（鏡像法）を理解できる．
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| 14週 |
まとめ |
これまでの学習内容を理解できる．
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| 15週 |
学年末試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答できる．
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 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。 | 3 | 前5 |
| 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。 | 3 | 前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | 後1,後2,後3,後4 |
| 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。 | 3 | 後5,後6,後9,後10,後13 |
| 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。 | 3 | 後12 |
| コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 3 | 後12 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | 後11 |
評価割合
| 試験 | 小テスト・レポート課題 | ノート作成 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 20 | 10 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |