○物理学ＩＩ（Physics II）[3231]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

　自然科学の基礎である物理学の基本的な考え方と，その方法を学習する。物理学ＩＩでは，主に真空中の電磁気学を扱う。真空中の電磁気現象は、マックスウエル方程式と呼ばれる４つの基本方程式により表されることを理解する。また、マックスウェル方程式には、真空中を波として伝わる解があり、これが可視光を含む電磁波であることを理解する。
日常には、携帯電話をはじめ電磁気現象を利用した機器がたくさんあるので、日常生活で観察できる電磁気現象について理解する。

＜授業計画及び準備学習＞

真空中の電磁気学
　１．クーロンの法則
準備学習：高校の物理学の電磁気学の部分について、復習を行うこと。

　２．ガウスの法則
準備学習：無元和の極限として積分が与えられることを理解するように勤めること。

　３．直線上と平面上に一様に分布する電荷
準備学習：ガウスの法則について、復習しておくこと。

　４．コンデンサー
準備学習：平面上に分布する一様電荷の作る電場を理解しておくこと。

　５．磁石の作る磁場と電流の作る磁場（ビオ・サヴァールの法則）
準備学習：高校の物理過程の、電流と磁場について復習しておくこと。

　６．電流の作る磁場（アンペールの法則）
準備学習：教科書の関連するページに目を通しておくこと。

　７. コイルとインダクタンス
準備学習：電磁石について、復習しておくこと。

　８．時間的に変化する場
準備学習：教科書の関連する部分に目を通しておくこと。

　９．マクスウェルの方程式
準備学習：(電場・磁場の）ガウスの法則、アンペールの法則、ファラデーの法則について復習しておくこと。

１０．真空中のマクスウェルの方程式の解（電磁波）
準備学習：ベクトルの内積・外積について復習しておくこと。

１１．電流の間に働く力、電磁気の単位系
準備学習：講義を通して現れた方程式について、その単位を考えて見ること。

１２.ローレンツ力と電場・磁場中の荷電粒子の運動
準備学習：物理学Iで学習した、ニュートンの運動方程式とその解法について復習しておくこと。

１３.電気的な現象と磁気的な現象の類似点・相違点
準備学習：マックスウェル方程式の、電場と磁場の法則の違いについて確認しておくこと。

１４. 電磁気学と特殊相対性理論
準備学習：特殊相対性理論について、調べておくこと。

１５. 学習成果の確認（試験）
準備学習：全回までの講義ついて復習しておくこと。ただし、特殊相対論は試験に含めない。

＜成績評価方法及び水準＞

レポートと定期試験の結果で成績を評価する。また、講義中の発言に対して、発言点を与える。
講義中に質問・発言をして、積極的に講義に参加してください。

＜教科書＞

「理工系物理学講義」加藤潔。(培風館)

＜オフィスアワー＞

水曜日の午後は、新宿校舎１２階の講師控室にいます。

＜学生へのメッセージ＞

電磁気学は、ベクトル解析の知識が必要となります。講義の中で説明しますが、あらかじめ予習してあると理解が早いと思います。
言葉やイメージによる直観的理解と、数式による厳密な扱いが有機的に結びついた理解を得ることが理想です。

＜備考＞

講師への質問等の連絡は、以下のアドレスにメールを出してください。
yoshimasa.kurihara@kek.jp

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