物理学ＩＩ（Physics II）[3119]

＜学位授与の方針＞

◎	1. 基礎知識の習得
○	2. 専門分野知識の習得
	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性
	5. 創成能力

＜授業のねらい＞

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現できることを理解する。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。

＜受講にあたっての前提条件＞

物理学I（前期）を履修していること。
初等関数の微積分を計算できる。
ベクトルの基本的な演算（和・差・内積・外積）について、理解していること。

＜具体的な到達目標＞

現代物理学の基本である、「場」とは何かを理解する。
真空中の電磁気現象が、電場・磁場の満たすべきマクスウェル方程式により表現できることを理解する。
マクスウェル方程式を用いて、基本的な電磁場を計算できるようになる。
日常的な電磁気現象を、電磁気学の言葉で理解できる。

＜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：電磁気学の概要について、ウェブ等で調べる。

　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：電流と、電流の作る磁場について、ウェブで調べる。

　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.電気回路の基礎（１）
準備学習：高校までに学習した、電流に関する法則（オームの法則等）について復習しておくこと。

１４. 電気回路の基礎（２）
準備学習：複素数について学習しておくこと。

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。

＜成績評価方法＞

基本的に定期試験の結果で成績を評価する。それに、レポート点、講義中の発言に対して発言点を与える。
定期試験70％、レポート点10％、発言点20％

＜教科書＞

「理工系物理学講義」加藤潔。(培風館)

＜参考書＞

指定参考書なし。
図書館等で電磁気学の本を調べて、理解しやすいと感じるものを選び、その本を中心に学習すること。

＜オフィスアワー＞

水曜日の12時30分まで、新宿校舎１２階の講師控室にいます。
また、連絡は
yoshimasa.kurihara@kek.jp
にメールをください。

＜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