シラバス

学科(専攻)・科目の種別等 Department/Division	共通専門基礎科目(物理学) ・・・・・・・・・・・・・・・	授業コード Class Code	G17323304	科目コード Course Code	G173233
		授業の方法 Course Type	講義	単位数 Credits	2
		期別 Semester Offered	前期	曜日・時限 Day & Period	月４
授業科目 Course Title	物理学Ｃ　電磁気学入門
	Physics C : Introduction to Electromagnetism
副題 Subtitle	実験を根拠とした電磁気学理論の再構築
担当教員 Instructor	松澤　孝幸
履修年次／セメスター Students' Year/Semester to take the Course	2年次/前期	時間数 Total Hours	30	受入人数 Maximum Number of Students	50
受講対象 Students for whom Course is Intended	２Ｔ都
教室等 Classroom	Ｄ５４
概要 Brief Description	一. 実験を根拠にした電磁気学理論の再構築を通じて物理学の素養を習得するとともに、電磁現象を科学的にとらえるための方法論を学びます。二. 当講座では、高校までは暗記に頼らざるを得なかったであろう電磁気学内容に関して、微分・積分を用いて記述し直すことを行います。
目的・目標 Objectives and Goals 15 Core Competencies for General Education	一. 実験と数学の両面からの電磁気学の再考を通じて物理学の基本概念を習得し、かつ、生活に密着した電磁現象を独力で考察できるようになることを目指します。二. さらには、物理学で良く用いられる数学技法の訓練を行うことで、数学を自在に活用できるようになることを目指します。
	1_知へのいざない Introduction to Knowledge	知識力 Knowledge	○
		探究力 Exploration	○
		技術力 Technique
		情報力 Information
		批判力 Critical Thinking	○
	2_人間のふるまい Human Behavior	倫理観 Ethics
		実践力 Practice	○
		社会性 Sociability
		自然観 View of Nature	○
		創造性 Creativity	○
	3_社会とのかかわり Social Engagement	国際力 Global Attitude
		地域力 Community Oriented Attitude
		生活力 Vitality
		指導力 Leadership
		主体性 Independence	○
授業計画・授業内容 Course Plans and Contents	[注意1]　教科書『現象と理論の電磁気学』を用いて授業を進めます（書店では販売しておりません。第1回と第2回の授業の始まりと終わりに、教室にて販売します。購入希望の場合は本代1000円（税込）を持参してください）。 ※ 著者のホームページ（数理研クラブ）より、当教科書を無料でダウンロードし、プリントアウトすることも可能です。教科書内容を事前に閲覧したい場合には、ホームページ「数理研クラブ」内の「講義資料」ページよりPDFファイルをダウンロードしてください(http://surikenclub.fc2web.com)。 [注意2]　映像に記録した実験動画から得られる事実を拠り所とすることで、電磁気学理論の再構築を行います。 ※ 教科書内で参照された実験動画については、原則として、インターネット動画サイトYouTubeの実験を見た上で授業に参加するようにして下さい。特に、教科書内の見出しに「実験～」と書いてあるものは、動画から得たデータを教科書内の表に記録し、そのグラフと考察を予習してきてもらいます（ただし、インターネットが利用できない場合には不要です）。 [注意3]　当講座では、前述した教科書に登場する約30の例題と、関連した演習問題（30題程度）について、4回の小テスト（25点×4）を実施します。 [注意4]　当講座では、授業外に取り組んでもらう課題研究（プリントを別途配布）を3回程度（25点×3）実施します（下記は予告テーマ）。課題研究1：「CGによる電位曲面と等電位面の描画」課題研究2：「はく検電器の製作」課題研究3：「ファラデーケージの製作」 ※ 課題研究は、共同で行えるものもありますが、独力で行うことも可能です。なお、課題研究1はエクセル等の表計算ソフトの使用を推奨する内容です。 [授業内容] 【第１章】「静電場」第 1回：オームの法則、クーロンの法則、電場、導体内部の荷電粒子第 2回：キルヒホッフの法則、電位、偏微分の定義と勾配（2変数）第 3回：接平面、勾配（3変数）、電場の重ね合わせの原理第 4回：荷電粒子を動かす仕事、等電位線と電気力線第 5回：連続電荷の作る電場、円柱座標、球面極座標第 6回：ガウスの定理、発散、ガウスの法則第 7回：ガウスの法則の一般化、連続電荷分布に対するガウスの法則【第2章】「導体」（※ 場合によっては第2章を飛ばします）第 8回：導体、静電遮蔽、導体表面の電荷分布、電気鏡像法【第3章】「静磁場」第 9回：直線電流の作る磁場、ストークスの定理、回転第10回：アンペールの法則、マックスウェル方程式1 第11回：ベクトルポテンシャル、ビオ-サバールの法則第12回：ローレンツ力、平行電流間に働く力【第4章】「時間変動する場」第13回：電磁誘導、誘導起電力とローレンツ力第14回：マックスウェル方程式2、真空中における電磁場の方程式第15回：第14回の残り＋期末テスト（100点満点、出題範囲: 第1章～第4章）
キーワード Keywords	オームの法則、キルヒホッフの法則、電場、電位、クーロンの法則、ガウスの法則、磁場、ローレンツ力、ビオ-サバールの法則、アンペールの法則、ファラデーの法則、電磁波
教科書・参考書 Textbooks/Reference Books	『現象と理論の電磁気学』 ※ 自費制作の教科書のため書店では販売しておりません。第1回と第2回の授業の始まりと終わりに、教室にて販売します。購入希望の場合は1000円（税込）を持参してください。　 ※ 著者のホームページ（数理研クラブ）より、当教科書を無料でダウンロードし、プリントアウトすることも可能です。しかしながら、紙面の枚数が、大き目のクリアファイル3、4冊の分量となり、持ち運びには不向きと思われます。教科書を購入しない場合には、これらを持ち運ぶ覚悟が必要です。
評価方法・基準 Evaluation Procedures and Criteria	Ⅰ. 期末テストの必須受験（入院等による欠席の場合で、医師の診断書等の欠席証明書を提出/事前連絡した者には、追試を行う場合もある）。 Ⅱ. 「期末テスト（100点満点）」の得点が、80点以上の場合、下記の要件を満たさずとも本学指定の単位を認定。 Ⅲ. Ⅱの得点を70点満点に換算したものと、小テストとレポート課題のよいもの4回分（100点満点）を30点に換算したものとの合計によって、本学指定の単位を認定（ただし、Ⅲの得点がⅡを上回った場合にはⅢの得点を採用する）。
関連科目 Related Courses	『物理学演習Ｃ電磁気学演習』
履修要件 Prerequisite	※ 『物理学演習Ｃ電磁気学演習』を並行して受講することを推奨します。ただし、単位の認定は、『物理学演習Ｃ電磁気学演習』と独立して行うので注意して下さい。 ※ 再履修生については毎回の授業で出席カードを提出してもらいます。再履修生で特別な理由無しに欠席した場合は、上述した評価方法のⅢから一度の欠席につき1点減点します（なお出席状況が芳しくない学生については再履修生以外であっても本ルールを適用します）。