電磁気学A

Electromagnetism A

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

2年

HSSBA2MCA1

2.0単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

(Spring semester)

中井　祐介

理学部

日本語

目標9

随時・研究棟7階702室

nakai@sci.u-hyogo.ac.jp

1◎／2◎／5◎

ー

1-1◎／1-2〇

目標１:磨き続ける力

【講義目的】時間的に変動しない静電場について理解し、静電場が関与する物理現象・概念について説明できるようになることを目的とします。学習の対象となる物理的概念の具体例は、電荷、静電場、電位（静電ポテンシャル）、静電エネルギー、ガウスの法則、導体、電気容量などです。

【到達目標】（1）上記物理現象・概念を数学的に記述する方法を理解し、その方法を適用できるようになること、（2）電磁気学の標準的なテキストの例題や章末問題などの基礎的な問題を自力で解答できるようになること。

キーワード：マクスウェル方程式、静電場、ガウスの法則

【講義内容】本講義では、物理科学の基礎となる時間的に変動しない静電場について学習します。基礎物理学IIA（あるいはIIB）よりも、より一般的・抽象的に電磁気現象の記述を行う方法を学びます。
 
【授業計画】
1回目：講義の進め方と講義の目標の説明、電荷、クーロンの法則、重ね合わせの原理、電荷の単位、スカラー積とベクトル積
2回目：遠隔作用と近接作用、点電荷の電場、電場の重ね合わせ
3回目：いろいろな静電場、電気力線、電束
4回目：積分形のガウスの法則とその応用
5回目：保存力、クーロン力による仕事
6回目：静電ポテンシャル、静電エネルギー
7回目：いろいろな系の静電ポテンシャル、静電ポテンシャルと電場の関係、等電位面
8回目：いろいろな系の静電エネルギー、電気双極子と静電ポテンシャルの関係
9回目：微分形のガウスの法則
10回目：微分形の渦なしの法則
11回目：ポアソンの方程式、ラプラスの方程式、境界条件と静電ポテンシャルの一意性
12回目：導体と絶縁体、導体のまわりの静電場、静電遮蔽
13回目：境界値問題、いろいろな導体のまわりの静電場の例
14回目：電気容量、コンデンサ
15回目：いろいろなコンデンサ、静電場のエネルギー
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。

「電磁気学Ⅰ」⻑岡洋介 岩波書店（⽣協で購⼊可）にしたがって講義を進めます。

「例解電磁気学演習」長岡洋介・丹慶勝市　岩波書店
ファインマン物理学 III　電磁気学　岩波書店

【予習】授業に際して指示するテキスト・配布教材の事前読み込み（15h）

【復習】小テスト・中間テストの内容復習（10h）、講義内容の理解を深め定着させるためにテキスト・配布教材の読み直し（35h）

授業内で学生参加型のクイズを行い、授業内容の確認を適宜行います。

成績評価の基準
　講義目的・到達目標に記載する能力（知識・技能、思考力、判断力、表現力等）の到達度に基づき、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、単位を付与します。

成績評価の方法
　レポート・小テスト4０％、定期試験6０％を基準として、受講態度（積極的な質問等）を含めて総合的に評価する。

小テストは、原則次の講義内で解説します。レポート・定期試験は、模範解答をユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って示します。

該当しない。