○物理学ＩＩ（Physics II）[2109]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

　物理学Ｉで学んだ力学の知識を基礎にして，古典物理学のもう一つの柱である電磁気学と，多粒子系を扱う熱力学の基礎について学ぶ。ベクトル場という概念と，統計という処理法が新しくでてくる。何れも重要なものなので、よく理解すること。現代物理学のトピックスも，適宜話をする。
以下の項目の習得を目標とする。
（１）熱力学に現れる物理量（絶対温度、物質量、比熱、内部エネルギー、エントロピー等）の意味を理解すること。
（２）理想気体の状態方程式を利用して、気体の状態変化が扱えること。
（３）熱力学の第１、第２法則の意味を理解し、具体的な系に適用できること。
（４）電磁気学に現れる物理量（電荷，電流，電場，電位，場のエネルギー，等）意味と相互の関係を理解すること。
（５）マクスウェルの方程式を構成する４つの法則の意味を積分系で理解し，簡単な系に対してそれを適用して分析する方法を理解すること。
（６）電磁波の概念とその諸性質を理解すること。
（７）２０世紀になって得られた新しい概念（４次元時空，量子など）について，概説的に理解すること。

＜授業計画及び準備学習＞

第１週： 多粒子系の特質、熱力学の対象、熱力学の第０法則、温度とは。
第２週： 気体分子運動論、内部エネルギー、熱力学の第１法則
第３週： 断熱過程（山に登るとなぜ気温が下がるか）、不可逆過程（覆水盆に返らず）
第４週： 熱力学の第2法則、熱機関の効率
　　　　　　（海水から熱を吸収しそれを全て推力の仕事に利用できるか）
第５週： カルノーサイクル、エントロピー、気体の自由膨張、ボルツマンの式
第６週： 電場、磁場、電気力線、磁力線
第７週： ガウスの法則とその応用、クーロンの法則
第８週： コンデンサ、電場のエネルギー
第９週： 磁気単極子、電流による磁場、
第１０週：　ファラデーの電磁誘導の法則、エネルギー保存則との関係
第１１週： 電束電流、アンペール・マクスウエルの式
第１２週： ビオサバールの法則の導出とその応用
第１３週： ソレノイドコイル、磁場のエネルギー
第１４週： マクスウエル方程式、電磁波、波動、電場と磁場の相対性
第１５週： 学習成果の確認（試験）

＜成績評価方法及び水準＞

１）時間がある範囲で、授業の最後にその日の内容を題材に簡単な演習を実施する。（解答を提出）
２）適宜、演習問題を出し、宿題として解答レポートの提出を求める。
３）前ニ者の解答について計20点満点で評価し、A点とする。
４）定期試験は、80点満点で評価し、F点とする。
５）最終評価点Xは、X=F＋A　　Xが60点以上を合格とする。

＜教科書＞

第３版基礎物理学　　原　康夫著　　（学術図書出版社：2006年10月）

＜参考書＞

適宜プリントを配る

＜オフィスアワー＞

火曜日3時限(八王子校舎) 1号館206室
不在の時は，電子メールで連絡のこと。
(nakazawa@cc.kogakuin.ac.jp)

＜学生へのメッセージ＞

1. 物理学IIにおいては、これまであまり馴染みのない物理量が出てくる。数学表現に惑わされずそれらの本質のイメージを描いて、直感的な理解に努力することが望まれる。
2. 継続的な学習が重要なので出席を重視する。
3. 自分で問題を解くことは，理解を深める上で極めて重要である。選択科目の物理学演習IIを併せ、履修することを強く勧める。
4. 高等学校での物理学の学習が十分でなかった者は，ギャップを埋める人一倍の努力をすること。
5. 学習支援センターを積極的に利用し、消化不良のまま放置しないこと。

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