○物理学ＩＩ（Physics II）[2567]

＜授業のねらい＞

これまで学んできた「物理的な考察力」および「自分で考える姿勢」により，マクロ的な物理現象である「熱力学」，現代物理学の基本的な考えである場の理論へ通ずる「電磁気学」を中心に学んでいく。
このクラスは再履修クラスなので，演習問題の解説などを通して理解の不十分であったところを勉強しなおし，専門科目を学習するに十分な理解度を達成することをめざす。

＜受講にあたっての前提条件＞

物理学IIの授業を最低一度は受講していること。

＜具体的な到達目標＞

1. 熱と温度の違いを明確に説明できる。
   
2. 熱の絡む簡単な現象を，熱力学に基づいて正しく扱うことができる。
   
3. 簡単な電磁気に関する現象を基本法則を用いて説明することができる。
   
4. 簡単な電気回路を正しくあつかうことができる。
   

＜授業計画及び準備学習＞

1. 習熟度調査と熱力学の概要説明：気体の基本的な性質を現象論的にとらえ，熱とは何かを解説していく。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

2. 気体分子運動論：気体の基本的な性質を気体分子の運動に起因すると考え，統計力学を基に考察していく。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

3. 熱力学第１法則：力学的エネルギー保存則を拡大解釈し，熱力学第１法則を解説する。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

4. 状態変化：状態変化について，例題を取り上げながら理解を進めていく。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

5. 熱機関：熱機関とその効率について考察していく。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

6. 熱的過程の性質：熱力学第２法則について解説をする。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

7. 中間試験
   

   準備学習: 熱力学の範囲について総復習を行う。

8. 電磁気学の歴史とクーロンの法則：電磁気学の歴史的発展の様子を紹介し，クーロンの法則を学ぶ。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

9. ガウスの法則：電気に関するガウスの法則を指導原理として，静電場について解説する。
   

   準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

10. 電気と磁気：電気におけるポテンシャルの考え方と，磁気への拡張，統一性を解説する。
    

    準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

11. 静電容量：導体と誘電体の解説をし，静電容量について学ぶ。
    

    準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

12. 電流と電気回路：電荷の時間変化を考え，直流による電気回路を説明する。
    

    準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

13. 電流の作る磁場：アンペールの法則による，電荷の時間変化と磁場の関係を学ぶ。
    

    準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

14. 電磁誘導：ファラデーの電磁誘導を導き，マクスウェル方程式の積分形を構築する。
    

    準備学習: 教科書の該当個所と過去に受けた講義のノートを読み返し，関連する問題を解いておく。

15. 定期試験
    

    準備学習: 電磁気学の範囲について総復習を行う

＜成績評価方法及び水準＞

中間試験35点，定期試験35点と講義中に行う小テスト30点による１００点満点の評価を行い，６０点以上で合格とする。

＜教科書＞

新たな指定はしないので，以前に履修したクラスで使用したテキストを持参すること。

＜参考書＞

「理工系　物理学講義（改訂版）」加藤潔著（培風館）
本学の加藤潔教授によって書かれた理工系学生向けの標準的な物理学入門書である。基本から応用まで広く記載されているので，この１冊の内容を理解できていれば，それで十分であるといえる。本講義は，教科書を指定はしていないが，基本的にこの本と次の演習本の内容（レベル）を前提に進めていく。

「物理学演習テキスト」 (学術図書出版)
「理解はしているのだが，問題が解けない」とか「試験だけだめなんだ」といった学生もいるかと思う。一概には言えないが，基礎的な内容を把握していながらそれを発揮できないのは，練習不足な場合に多々見られる。そういった意味では，演習のテキストによる訓練は有用であると考える。もちろん，ほかの演習テキストでもよい。大切なことは，それを半期通して続けることである。

「裳華房フィジックスライブラリー・シリーズ」（裳華房）
初学者には難しい内容も含まれているが，このシリーズには一度物理学を学んできた学生には非常に有用な書籍が多い。特に物理数学IおよびIIは，電気系学科が学ぶべき数学の内容を詳しく解説している点から，一度目を通すことを勧める。また，座標系の解説には「解析力学」などがよいであろう。この本については，特にデバイス関連に進もうと思っている学生にとっての必修分野である量子力学を学ぶ際にも役に立つはずである。

「なっとくシリーズ」（講談社）
「０からやり直したい」という学生向けの書籍は多々あるが，少なくともそれらの書籍だけでは「単位を取る」レベルまではいけないことは理解しておいてほしい。とはいえ，本当に自信がないとすれば，例えばここであげた「なっとくシリーズ」などを使って，まず「物理学」や「数学」に慣れることも大切である。

＜オフィスアワー＞

火曜日 12:40-13:30
八王子校舎 総合教育棟 1S-323(もしくは1W-332)

メールによる質問は随時受けつけています。
また，オフィスアワー以外の時間帯で質問・相談などがある場合はあらかじめメールでアポイントメントをとってもらうと，確実性が増すと思います。

＜学生へのメッセージ＞

再履修クラスを受講する資格があるかを履修の手引き等で確認し，必ず初回の講義に参加して，物理学教室所定の履修整理票を提出すること。