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SA172:基礎電磁気学

科目番号、授業科目名

SA172、基礎電磁気学/Fundamental Electromagnetism

科目区分、必修・選択、授業の方法、単位数

産業技術学部 産業情報学基礎教育科目、選択、講義(対面)、2単位

履修年次、開設学期

2年次、1学期

受講対象

産業情報学科

担当教員

新田 伸也


科目の到達目標

Maxwell方程式に基づいて電磁場の解析ができること

学習の項目別目標

1.毎回の講義中の解説をよく聞く(見る)
2.毎回の講義ノートを作成する。
3.毎回の講義の論理展開を追う。
4.毎回のノートの数式展開を追う。
5.必要な数学の補強を行う。
6.自習しても理解できない部分を質問する。


授業概要

Maxwell方程式に基づいた電磁場の解析法を学ぶ

時間外学修に必要な学習時間の目安

目安 準備学修0.5時間
事後学修1.5時間

授業計画

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  • Maxwell方程式系
    (キーワード)目標の提示、場の概念、単位系、Maxwell方程式の意味
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析、場の概念
  • 静電場
    (キーワード)真空中の静電場
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 静電場
    (キーワード)物質中の静電場、誘電率
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析、誘電率の概念
  • 静電場の演習
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 静磁場
    (キーワード)真空中の静磁場
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 静磁場
    (キーワード)物質中の静磁場、透磁率
    (予習)ベクトル解析、透磁率の概念
    (復習)ベクトル解析
  • 静磁場の演習
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 時間変動する電磁場
    (キーワード)Faradayの法則、Ampereの法則
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 時間変動する電磁場
    (キーワード)インダクタンス、インピーダンス
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析、インピーダンスの概念
  • 時間変動する電磁場の演習
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • Maxwell方程式積分形から微分形へ
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 電荷保存、Poyntingベクトル
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析、Poyntingベクトルの概念
  • 電磁波
    (キーワード)波動方程式導出、解の性質
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析、波動方程式の解の性質
  • 電磁波
    (キーワード)電磁波の性質、偏光
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析
  • 電磁波
    (キーワード)エネルギーと運動量
    (予習)ベクトル解析
    (復習)ベクトル解析

履修条件

高校数学B(線形代数学の基礎)およびIII(解析学の基礎)、本学「解析学1」「数学1/2」「物理数学A/B」を履修済みであること。「物理数学B」のベクトル解析および「物理数学A」の微分方程式の基礎を要する。

学習に必要な知識・技能等

線形代数学の基礎、解析学の基礎、微分方程式の基礎、ベクトル解析


成績評価方法

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期末試験小テストレポート発表作品学習計画その他合計
総合評価 100 0 0 0 0 0 0 100
総合力指標 知識 0 0 0 0 0 0 0 0
技能 70 0 0 0 0 0 0 70
応用 30 0 0 0 0 0 0 30
表現 0 0 0 0 0 0 0 0
協調 0 0 0 0 0 0 0 0
意欲 0 0 0 0 0 0 0 0
  • 知識:知識を取り込む力
  • 技能:技能を修得する力
  • 応用:想起・解釈・問題解決能力、思考・推論・想像する力
  • 表現:プレゼンテーション力(提示・発表・伝達する能力)、コミュニケーション力(思考・感情を伝達する能力)
  • 協調:コラボレーション力(共同・協調する能力)、リーダーシップ力(統率力、指導力)
  • 意欲:自ら考え行動する力(学習に取り組む姿勢・意欲、チャレンジ精神、自己管理能力)

成績評価基準

  • 知識:
  • 技能:基本的な計算ができる。自分の考えを文章と数式で表現できる。
  • 応用:物理学と数学の基礎を科学的思考に応用できる。
  • 表現:
  • 協調:
  • 意欲:

教科書・教材・参考文献・配布資料等

線形代数学、解析学のテキスト
その他は必要に応じて随時指示する。

授業における配慮

書画カメラとプロジェクタを多用し、説明を書き込む。解説とは別に板書時間を確保する(カメラによる撮影を推奨)。

受講生に望むこと

1年生向けの数物系科目をできるだけ多く履修していることが重要。特に「数学1/2」「解析学1」「基礎力学A/B」「物理数学A/B」で学ぶ内容を多用する。

教員実務経験