電磁気学A(2011年度)
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1 (2023-01-07 (土) 14:17:34)
2 (2023-09-02 (土) 13:24:19)
3 (2023-09-24 (日) 21:18:56)
電磁気学
#side(Publication)
電磁気学A② 2011年度(平成23年度)、冬学期開講
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時間割コード
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20369…1年(理1—14、31、34)
20390…1年(文科)、2年(文科)
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教室
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7号館 741号教室
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授業日
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毎週火曜日2限(10:40〜12:10)、計13回+期末試験1回
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授業の方法
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板書
板書が難しい図面は資料配付
授業開始前にその日のテーマのレポート課題を出す。授業をしっかり聞いていればその場で解ける程度の問題と、自宅で30分くらい考える程度の問題の2種類を出す。翌週の授業終了後に提出のこと。
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成績評価
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授業レポート(ほぼ毎回配布、翌週に提出。後出しはダメ) … 50%
学期末試験(レポートをしっかり解けばできるはず) … 50%
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学期末試験日程
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2月2日(木)〜2月14日(火) 詳細は教務課からの掲示を確認すること
2月9日(木)4時限目に実施、15:05~16:35
持ち込み不可
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教科書・参考書
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とくに指定はしないが、生協で入手可能な下記のロングセラーがよい。専門課程に進学しても使える。
加藤正昭著 「電磁気学」 (東京大学出版会)
加藤正昭著 「演習 電磁気学」 (サイエンス社)
兵頭俊夫著 「電磁気学」 (裳華房)
ファインマン物理学III (岩波書店)
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講義予定
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第01回 ガイダンス、および、ベクトル解析入門(10月11日)
線積分・経路積分
面積分
体積積分
スカラー場の勾配
ベクトル場の発散
ベクトル場の回転
ガウスの発散定理
ストークスの定理
第02回 クーロンの法則、静電場(10月18日)
電荷の基本的性質
国際単位系
クーロンの法則
電場の概念(遠隔作用、近接作用)
静電場のポテンシャルエネルギー
電気力線
電場と電位の関係
電場の保存則
第03回 ガウスの法則(10月25日)
ガウスの法則(閉曲面上の電場に関する積分)
ガウスの法則の微分形
流体場のアナロジー
ガウスの法則の応用(点電荷、線電荷、面電荷)
第04回 導体(11月1日)
静電場中の導体の性質、および、その証明
誘導電荷の分布(鏡像法)
導体間の静電容量と静電エネルギー
導体に働く電場の力(仮想変位の方法)
第05回 誘電体(11月8日)
ファラデーの静電容量
電気双極子
誘電体表面の分極電荷密度
誘電体に関するガウスの法則
誘電体中の電場の例(誘電体被覆コンデンサ)
界面における電場、電束密度の保存則
静電場のエネルギー密度
誘電体に働く静電引力
第06回 直流回路(11月15日)
オームの法則の微視的取り扱い
ジュール熱(エネルギー散逸機構)
電荷の保存則
導体中の電場
誘電率と導電率の関係(応用問題:球状電極の接地抵抗)
起電力と電気回路
キルヒホッフの法則
合成抵抗
第07回 電流と磁場(11月22日)
電場と磁場の類似性
ベクトルの内積、外積の物理的意味
電流と磁場に関する法則(エルステッドの実験、アンペールの実験、フレミングの左手の法則)
ビオ・サバールの法則
ビオ・サバールの法則の応用(直流電流、平行電流…透磁率の定義、円電流)
単位の導出(磁荷、磁場、誘電率、透磁率)
第08回 アンペールの法則(11月29日)
電場と磁場の類似性(EB対応)
電流ループが形成する磁位
アンペールの周回積分の法則
アンペールの法則の応用(直線電流、ソレノイド)
第09回 ベクトルポテンシャル(12月6日)
ベクトル解析の補足(微分演算子ナブラ、ラプラシアン)
磁場に関する諸法則の微分系(アンペールの法則、磁場の発散ゼロ)
磁場のベクトルポテンシャル
電流分布とベクトルポテンシャルの関係
ベクトルポテンシャルの例題(直線電流、ソレノイド)
(予備)磁束と誘導電場
第10回 磁性体(12月13日)
磁気双極子
アンペールの分子電流仮説
磁性体中のアンペールの法則
磁性体中の磁場(常磁性、反磁性、強磁性)
起電力と磁気抵抗
反磁場
第11回 電磁誘導(12月20日)
磁場に関するパラドックス問題(永久機関)
電磁誘導
ローレンツ力
誘導起電力
誘導電場
磁場のエネルギー密度
第12回 電磁波、マクスウェル方程式(1月17日)
アンペールの法則の成立条件(電流の連続)
非定常電流へのアンペールの法則の拡張(変位電流)
変位電流の応用
マクスウェル方程式(一般、真空中)
進行波の取り扱い
電磁波の進行
第13回 電磁気学の総括的理解(特殊相対性理論)(1月24日)
電荷の静止・運動による現象の違い
動く系における時間の伸び
ローレンツ収縮
力積の保存則
クーロン静電場のローレンツ変換
第14回 期末試験
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追試
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2012年4月25日(水)9:00〜