授業の目的 【日本語】
Goals of the Course [JPN] | | | 力学とともに古典物理学の重要な基礎となっている電磁気学の講義であり，初年度の理系学部学生（電磁気学Ⅰを履修する学生を除く）を対象として開講される授業です。電磁気学では，日常生活から先端技術開発に至るまで広く応用されている電気・磁気の現象やその法則を知り，さらに場の概念の導入によってそれらの現象から体系的な電磁気学の法則に帰納していく過程を学びます。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course [ENG] | | | This is a lecture on electromagnetism, which is an important basis of classical physics along with mechanics, and is offered to undergraduate students in their first year (excluding students who take Electromagnetism I). In electromagnetism, students learn about the phenomena and laws of electricity and magnetism, which are widely applied from daily life to the development of advanced technology, and learn the process of deducing from these phenomena the systematic laws of electromagnetism by introducing the concept of fields. |
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授業の達成目標 【日本語】
Objectives of the Course [JPN] | | | 電磁気学の基本概念（電荷・電流・電場・磁場・電位など）を理解する。電磁場の基本法則（クーロンの法則・ガウスの法則・保存力場の法則・ローレンツ力の法則・ビオ・サバールの法則・アンペールの法則・ファラデイの法則・マクスウェル方程式など）を理解し、簡単な状況での電場・磁場を求めて図に描いたり、電磁場中の荷電粒子の運動を求めたりするなどの問題を解けるようになる。場の量とその関係性を正確に記述し分析するための数学であるベクトル解析（線積分・面積積分・体積積分など）を使えるようになる。導体・絶縁体・誘電体など物質の電気的性質（オームの法則や静電分極など）を知る。 |
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授業の達成目標 【英語】
Objectives of the Course [ENG] | | Understanding basic notions of electricity and magnetism.
Understanding fundamental laws of electromagnetic fields.
Applying theoretical ideas for solving simple problems.
Mastering mathematical tools of vetor analysis for describing and analyzing field quatities.
Acquiring knowledge on electric properties of physical materials. |
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授業の内容や構成
Course Content or Plan | | これらの項目すべてを解説するとは限らない：
・電気と磁気の発見
・クーロンの法則
・電場の概念
・電荷保存則
・ベクトル代数
・座標系
・重ね合わせの原理
・電場の計算
・ベクトル場の線積分
・保存力場の法則と電位
・ベクトル場の面積分
・電束とガウスの法則
・対称性と電場
・物質の電気的性質
・コンデンサと電気容量
・電場のエネルギー
・磁場とローレンツ力
・ビオ・サバールの法則
・アンペールの法則
・ファラデイの法則
・変位電流とマクスウェル方程式
・ベクトル解析
・電磁波 |
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履修条件・関連する科目
Course Prerequisites and Related Courses | | | 力学と微分積分と線形代数を学んでおくことが望ましい。 |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 課題に対する解答レポート、質問などの学習態度、定期試験をもとに成績評価する。
「レポート：学習態度：定期試験」の成績への寄与の割合は、およそ「2:1:7」とする。
履修取り下げ制度を採用する。 |
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教科書
Textbook | | | ファインマン、レイトン、サンズ（宮島龍興訳）「ファインマン物理学3：電磁気学」（岩波書店）ISBN-13 : 978-4000077132 |
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参考書
Reference Book | | 図書館で本を見て、自分に合うと思う本を選んで、本を買ってじっくり読むのがよい。
1. パーセル『バークレー物理学コース2：電磁気』（丸善出版）ISBN-13 : 978-4621088029
2. 長岡洋介『電磁気学1』（岩波書店, 物理入門コース）ISBN-13 : 978-4000298636
3. 長岡洋介『電磁気学2』（岩波書店, 物理入門コース）ISBN-13 : 978-4000298643
4. 砂川重信『電磁気学』（岩波書店，物理テキストシリーズ 4）ISBN-13 : 978-4000077446
5. 砂川重信『電磁気学演習』（岩波書店，物理テキストシリーズ 5）ISBN-13 : 978-4000077453
6. 北野正雄『マクスウェル方程式』（サイエンス社）ISBN-13 : 978-4781912226
7. 今井功『電磁気学を考える』（サイエンス社）ISBN-13 : 978-4781905723
8. 太田浩一『電磁気学の基礎 1』（東京大学出版会）ISBN-13 : 978-4130626132
9. 太田浩一『電磁気学の基礎 2』（東京大学出版会）ISBN-13 : 978-4130626149
10. 駒宮幸男『入門 現代の電磁気学 特殊相対論を原点として』（講談社）ISBN : 978-4-06-532245-1
11．和田純夫『電磁気学探求ノート：“重箱の隅”を掘り下げて見えてくる本質』（サイエンス社）ISBN：978-4-7819-1582-1
12. 筒井泉『電磁場の発明と量子の発見』（丸善出版）ISBN-13 : 978-4621304839
13. 佐藤文隆、北野正雄『新SI 単位と電磁気学』（岩波書店）ISBN-13 : 978-4000612616
14. 和達三樹『物理のための数学』（岩波書店, 物理入門コース）ISBN-13 : 978-4000298704
15. 長沼伸一郎『物理数学の直観的方法』（講談社）ISBN-13 : 978-4062577380 |
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課外学修等
Study Load (Self-directed Learning Outside Course Hours) | | 授業中に演習問題を出題するので、それを授業時間外に解いてレポートとしてTACTの課題欄に提出すること。
教科書を指定しているが、講義は教科書のとおりには行わない。
教科書は、講義では言われなかったことを勉強したり、講義で教わった知識を整理するために読んでほしい。
電磁気学の教科書を少なくとも2, 3冊は読むことが望ましい。
宿題にならなかった演習問題も解くことが望ましい。 |
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注意事項
Notice for Students | | 授業の資料をTACTの授業資料（リソース）欄で公開するので、ダウンロードして読むこと。
とくにTACTで公開してある「板書ノート」ファイルをダウンロードしてパソコンなどに入れて講義室に持って来るか、プリントアウトして講義室に持って来て、板書ノートとして使うとよい。
TACTのお知らせ欄やフォーラム欄をこまめにチェックすること。
レポート課題をTACTの課題欄で知らせる。
レポートの解答は濃くて明瞭な字で丁寧に書くこと。
課題解答レポートは厳密に提出期限前にTACTの課題欄にアップロード提出すること。
課題解答レポートをTACTに正しくアップロードしたか必ず確認すること。
2021年度の授業のビデオと講義ノートが名大のオープンコースウェアで公開されている。これを参考にしてもよい。
https://ocw.nagoya-u.jp/courses/0863-%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6%E5%9F%BA%E7%A4%8EII-2022/ |
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本授業に関するWebページ
Reference website for this Course | | |
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担当教員からのメッセージ
Message from the Instructor | | 電磁気学は、電場や磁場や電子という目に見えない抽象的な概念を扱いますが、我々の目に見える光の正体は電磁場の振動です。太陽から来る光も電磁波であり、電磁波が運んで来たエネルギーによって地面や空気の分子が揺り動かされて大地と大気が暖まり、雨や風などの気象現象が起き、太陽光を受けて植物の細胞内にある電子が動き、分子が組み替えられて栄養物が作られています。携帯電話もWiFiもBluetoothもテレビもGPSも電子レンジも電磁波を利用しています。コンピュータやモーターを作動させているのも電磁場と電子です。また、歴史的には、電磁気的現象の研究から相対性理論と量子論が生まれました。光と物質に関わる量子論の研究からレーザーや半導体も発明されました。電磁気学は、基礎物理学にとっても、文明にとっても、今後とも不可欠なものであり続けるでしょう。
週1回、4ヵ月ほどの講義で電磁気学をマスターすることは容易ではありませんが、電磁気学の基本事項は習得できるような講義を提供したいと思っています。履修者諸君は、講義を聴いただけでわかったつもりにならないで、何冊か本を読み、練習問題を解き、身の回りの現象や機器をよく観察し、じっくり考えることによって理解を深めて下さい。 |
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実務経験のある教員等による授業科目（大学等における修学の支援に関する法律施行規則に基づくもの）
Courses taught by Instructors with practical experience | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | A-1）対面授業科目（対面のみ）
講義室は、時間割B表
名大ポータル>学務>教養教育院>全学教育科目授業実施関連資料>全学教育科目授業時間割表>一般プログラム>時間割B表
で確認すること。 |
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