基礎物理学Ⅱａ

Fundamentals of physics IIa

専門基礎科目（専門関連科目）／教職課程科目

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理学部

1年

HSSBA1MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

宮坂　茂樹

理学部

日本語

目標9

講義終了後15分・理学部教員控室

メールアドレス
（開講時に通知する。）

1◎／5◎／7◎

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1-1◎／1-2〇

目標１:磨き続ける力

【講義目的】「電気と磁気」に関わる基礎概念は、物理のみならず、他の学問分野での実験技術の修得でも必要とされている。本講義では、高校の物理の範囲も含めて電磁気学の基礎概念を紹介することで、２年次以降の物質科学専門科目の履修に必要な物理の基礎的素養を形成することを目的としている。
【到達目標】電磁気に関係した現象や法則をベクトルや微分積分などを用いて数学的に表現する方法を習得し、電磁気学の基本法則に関する問題を自力で解けるようにする。

キーワード：クーロンの法則、ガウスの法則、キルヒホッフの法則、電束密度、分極、ビオ・サバールの法則、ローレンツ力、磁化、アンペールの法則、レンツの法則

【講義内容】本講義では、電気と磁気に関わる様々な現象、及びそれを数式を用いて記述する法則について説明し、それらが「電磁気学」と呼ばれる物理学の基本的で重要な一分野の礎となる４つのマックスウェル方程式にまとめられることを示す。尚、本科目は教職課程(中一種免・理科、高一種免・理科)の必修科目に位置づけられている 。
【授業計画】
(1) 電荷と電荷保存則　　−静電気の例、導体と絶縁体の違い−
(2) クーロンの法則　　−ベクトルを用いた法則の記述−
(3) 電場　　−電場の意味と電気力線による表現−
(4) 電場のガウスの法則　　−法則の意味と電場計算への応用−
(5) 電位　　−等電位面による表現と電気力線との関係−
(6) キャパシター　　−キャパシターの接続、エネルギー−
(7) 誘電体と分極　　−分極、電束密度の意味−
(8) 起電力とオームの法則　　−電気抵抗の接続とジュール熱−
(9) 直流回路　　−キルヒホッフの法則とその応用−
(10) 電気抵抗とキャパシターからなる回路　　−微分方程式による時定数の導出−
(11) 磁場のガウスの法則　　−法則の意味−
(12) 電流のつくる磁場（ビオ・サバールの法則）　−様々な電流の作る磁場の計算−
(13) 電流・荷電粒子に働く磁気力　−ローレンツ力により起きる現象の例−
(14) 磁性体と磁場　　−磁化の意味と様々な磁性−
(15) 電磁誘導　　−レンツの法則の積分による記述−
定期試験

この授業においては生成AIの利用を予定していないが、学生が利用する
場合には参考文献が実在するかなど事実確認を必ず行うこと。

「第５版基礎物理学」原 康夫著

より進んだ内容を学びたい場合は、「電磁気学Ⅰ(電場と磁場)」 長岡洋介著 岩波書店物理入門コース3　を勧める。

【予習】教科書を授業前に読み、高校の物理で学んだ内容についてはあらかじめ復習しておく。（15ｈ）
【復習】講義ノート・教科書を読み直し、講義内容の理解を深め定着させるために章末の問題を解答する。（45ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】
　S（90点以上）、Ａ（80 点以上）、B（70 点以上）、C（60 点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】
　定期試験100%で評価する。

授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントもあわせて記載する。

【物質科学科】高校の物理を履修していることを前提とする。共通テストにて「物理」を選択した者は、ⅡＢではなくⅡＡを選択すること。
【生命科学科】高校の物理を履修した者はⅡAを選択することが望ましいが、特に希望があればⅡBを選択しても構わない。

• 基礎物理学IAの履修を前提としている。
• 高校で学ぶ数学の微分積分の計算法などについてはよく復習しておく。

該当しない。