到達目標
１．定常電流に関する諸法則を理解し説明できる。
２．電流によって磁界がどのように作られているのかを説明できる。
３．電磁誘導がどんな現象か説明できる。
４．電磁波とは何かを理解し、そのなりたちを電界と磁界の変化という形で説明できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 要改善 |
| 電流と磁界 | 磁界の成り立ちを説明できる。右ねじの法則、アンペールの法則、ビオサバールの法則、ローレンツ力の概念を理解し、与えられた問題に適用することができる。 | 磁界の成り立ちを説明できる。右ねじの法則、アンペールの法則、ビオサバールの法則、ローレンツ力のうち、いずれかを説明することができる。 | 磁界のなりたちと概念を理解している。 | 磁界のなりたちと概念を理解していない。 |
| 電磁誘導 | 電界と磁界が相互関係しながら伝播していく様子を理解しており、自分の言葉で説明できる。 | 電界と磁界が相互関係しながら伝播していく様子を理解している。 | 電界が磁界に、あるいは磁界が電界に影響を及ぼすことを理解している。 | 電界が磁界に、磁界が電界に影響を及ぼすことを理解していない。 |
| 電磁波 | 電磁波がどうやって発生し伝播していくのかを説明できる。 | 電磁波を電界と磁界の変化という形で説明できる。 | 電磁波の概念を理解している。 | 電磁波の概念を理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気磁気学は現在の科学技術の基盤となる学問であり、技術者を目指す多くの理工系の学生にとっては重要な基礎科目である。この科目の履修を通して電界や磁界といった”場”の概念と両者の相互関係を理解する。また、”場”とその変化の数学的表現と計算の仕方を学習する。
授業の進め方・方法:
教科書を解説しながら演習を行いつつ、難題については周囲とディスカッションし発表する場を設ける。授業の理解度を確認しながら進めていくために授業の終わりにふりかえりシートを作成する。ふりかえりシートは各自のノートを参照しながら作成してよい（カメラなどで撮影された画像は除く）。
注意点:
公式や解法の暗記ではなく、自分の頭の中で電界・磁界とその変化をイメージしながら演習に取り組むとわかりやすい
授業後にノートを見ながら自分なりの言葉で電界・磁界の成り立ちとその変化を説明してみると、わかっているつもりでもわかっていない点が明らかになる。ノートを見直し、分からなければ教員に質問をする習慣を持つこと。上学年の授業との関係に留意し、目的意識を持って学習すること。
[オフィスアワー]
水曜日15:30-17:00
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 |
磁気力・磁束密度の方向 |
磁気力の性質を理解し、電気力との違いを述べることができる。
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| 2週 |
アンペールの法則 |
磁界についてのガウスの法則を理解する。また、アンペールの法則についても理解する。
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| 3週 |
ビオ・サバールの法則 |
ビオ・サバールの法則からソレノイドコイルの中に生じる磁界を想像することができる。
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| 4週 |
磁界中の電流に働く力 |
磁気双極子モーメントを理解する。
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| 5週 |
磁界中の運動する荷電粒子に働く力 |
電界と磁界において運動する荷電粒子が受ける力について想像することができる。
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| 6週 |
磁荷と微小回路電流 |
単極の磁荷を仮定することで磁界を表現できることを学ぶ。
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| 7週 |
磁性体1 |
磁性体の種類と磁化について学ぶ。
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| 8週 |
磁性体2 |
磁性体の種類と磁化について学ぶ。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ファラデーの電磁誘導の法則と誘電起電力 |
電界と磁界の時間的な変化を数式で表現することができる。
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| 10週 |
磁界中で運動する導体に生じる起電力 |
ファラデーの電磁誘導の法則を応用して運動する回路に生じる起電力を説明することができる。
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| 11週 |
変位電流 |
電界と磁界についてなりたつガウスの法則を数式で表現できる。変位電流という電流の連続性や電荷の保存性を保証するための概念をしる。
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| 12週 |
マクスウェルの方程式 |
マクスウェルの各方程式の物理的な意味を理解する。
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| 13週 |
電磁ポテンシャル |
電磁波が運ぶエネルギーの流れについて学ぶ。
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| 14週 |
電磁波1. 波動方程式 |
マクスウェルの各方程式から電磁波の伝搬する様子を想像できるようになる。
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| 15週 |
電磁波2. 平面波 |
電磁波の進行と電界・磁界の変化との関係を理解する。
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| 16週 |
電磁波3. 電磁波のエネルギーとポインティングベクトル |
電磁波が運ぶエネルギーの流れ（ポインティングベクトル）について学ぶ。
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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 |
評価割合
| 試験 | 課題と演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 20 | 70 |
| 専門的能力 | 15 | 5 | 20 |
| 分野横断的能力 | 5 | 5 | 10 |