到達目標
学習目的：マックスウェル方程式を習得し、電磁波について理解すること
到達目標：
1．電磁気学の基本的な解析手法を獲得する。
2．電界と磁界について説明できる
3．マクスウェル方程式から物理的イメージが想起できる
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
| 評価項目1 | 微分積分を含むベクトル解析ができる | 類型的なベクトル解析ができる | 教科書などを参考に，典型的なベクトル解析ができる | 類型的なベクトル解析ができない |
| 評価項目2 | 電界と磁界について説明でき，典型的な例題について解析できる | 電界と磁界の典型的な例題について説明ができ，解くことができる | 典型的な電界と磁界の例題を解くことができる | 典型的な電界と磁界の例題を解くことができない |
| 評価項目3 | マクスウェル方程式を詳細に説明でき，典型的な例題について解析できる | マクスウェル方程式を典型的な例題について適用し解析できる | 教科書などを参考に，典型的なマクスウェル方程式の例題を解くことができる | 典型的な例題にマクスウェル方程式を適用できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別：専門
学習の分野：物理
基礎となる学問分野：数物系科学／物理／物理一般
学習教育目標との関連：本科目は学習教育目標「③基盤となる専門性の深化」に関連する科目である。
技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（B）技術に関する基礎知識の深化および情報技術の習得とそれらを応用することができる」である。本科目は大学相当の内容を含む科目で，技術者教育プログラムの履修認定に関係する。
授業の概要：マクスウェル方程式を取り扱う。これに必要なベクトル解析について数学的予備知識も導入する。最終的に電磁波について理解を得る。
授業の進め方・方法:
授業の方法
・板書を中心に授業を進める。必要に応じて演示実験を行い，理論のイメージを把握できるように努める。
・学生は，教師が指示する練習問題に復習のために自ら取り組み，期限までに提出すること。
成績評価方法：
・４回の定期試験を７０％，演習を３０％とする。
・前期・後期の期末成績が60点に満たないものには再試験を課す。60点を上限に各期の定期試験の平均点を再試験の得点と置き換える。
注意点:
履修上の注意：学年の課程修了のために，本科目履修（欠課時間数が所定授業時間数の３分の１以下）が必須である。
履修のアドバイス：
・３年生までの基本的な数学をよく復習しておくこと。特に，微分，積分，ベクトルの演算の知識が必要である。
・準備学習として，教科書に目を通し学習項目を把握しておくこと。復習として、課題に取り組むこと。
・課題レポートは期限までに必ず提出すること。
基礎科目：物理I（１年），物理II（２），力学I（３），数学科目全般
関連科目：数理科学（４年）， 解析力学（５），その他専門科目全般
受講上のアドバイス：
・遅刻は授業開始後20分まで，以後は欠席扱いとする。3回の遅刻は1回の欠席として扱うので注意すること。
・欠課数は成績評価には関わらない。
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 |
前期ガイダンス／電荷･クーロンの法則･電界 |
学習内容の把握／電界の定義の理解
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| 2週 |
電気力線･ガウスの法則 |
ガウスの法則の理解
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| 3週 |
電界の発散 |
ｄｉｖの理解
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| 4週 |
電位勾配･電界の回転 |
ｒｏｔの理解
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| 5週 |
ポアソンの式･ラプラスの式 |
電界の境界条件の理解
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| 6週 |
導体系の電荷と電位･静電容量 |
静電容量の理解
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| 7週 |
前期中間試験 |
これまでの内容の理解
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| 8週 |
前期中間試験の返却と解説 / 静電エネルギーと静電力 |
静電エネルギーの理解
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| 2ndQ |
| 9週 |
誘電体･分極･誘電体中の電界 |
誘電体の分極の理解
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| 10週 |
エネルギー･境界面にはたらく力 |
エネルギーと力の理解
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| 11週 |
電気影像法 |
電気影像法の理解
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| 12週 |
電流･抵抗･電気伝導モデル |
電気伝導の概念理解
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| 13週 |
電流と起電力･電気回路と電力 |
電気回路の概念理解
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| 14週 |
定常電流界と静電界 |
定常電流界と静電界の理解
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| 15週 |
前期末試験 |
これまでの内容の理解
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| 16週 |
前期末試験の返却と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
後期ガイダンス／磁気力･ビオサバールの式･ガウスの法則 |
学習内容の把握／磁気力･電流が作る磁場の理解
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| 2週 |
アンペールの周回積分 |
電流が作る磁場の理解
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| 3週 |
磁位･ベクトルポテンシャル |
磁位の理解
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| 4週 |
磁界中電流にはたらく力 |
ローレンツ力の理解
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| 5週 |
磁化･磁性体中の磁界 |
磁性体についての理解
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| 6週 |
強磁性体 |
強磁性体の理解
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| 7週 |
後期中間試験 |
これまでの内容の理解
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| 8週 |
後期中間試験の返却と解説 / 磁気回路 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電磁誘導 |
電磁誘導の理解
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| 10週 |
インダクタンス |
インダクタンスの理解
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| 11週 |
磁界のエネルギー |
磁界のエネルギーの理解
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| 12週 |
変位電流・マックスウェル方程式 |
マックスウェル方程式の理解
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| 13週 |
電磁波 |
電磁波の理解
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| 14週 |
ポインティングベクトル |
ポインティングベクトルの理解
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| 15週 |
学年末試験 |
これまでの内容の理解
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| 16週 |
学年末試験の返却と解説 |
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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 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則から、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 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | 課題 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |