基幹物理学IB演習

last update: 2015/11/28
内容:電磁気学・熱力学の演習
対象学年:学部1年(理系ディシプリン科目)

2014, 2015 年度吉田担当分は前半の電磁気学(後半の熱力学は池田担当)
2016 年度吉田担当分は後半の電磁気学(前半の熱力学は池田担当)

2016 年度後期

2016 年度用シラバス
使用教科書:栗焼・副島・鴇田・原田・本庄・矢山「基幹物理学」(培風館)

内容の概要

各回の内容

内容出題(宿題)
112/01偏微分、線積分偏微分、線積分の計算
212/08面積分、グリーンの定理グリーンの定理の具体例での確認
312/15面積分、ストークスの定理、電場と電位ストークスの定理と電位
412/22ガウスの定理ガウスの定理の具体例での確認、点電荷による電場とガウスの法則
51/5前回問題の解説。面積分のやり方、球座標がわかっていない人が目立ったので、それらを重点的に説明した。第1章章末問題と関連追加問題(電荷と電場、クーロン力)
61/19前回問題(電荷と電場)の解説。電荷分布が与えられたときに電場を求める4つの方法第2章章末問題と関連追加問題(電場と電位のいろいろな求め方)
71/26前回問題(電場と電位)の解説。とくに、球座標がわかっていない解答が目立ったので、それらを重点的に説明した。なし
82/2前回問題()の解説。第1章と第2章の例題の解説。なし
92/9期末試験なし

2015 年度後期

2015 年度用シラバス
使用教科書:栗焼・副島・鴇田・原田・本庄・矢山「基幹物理学」(培風館)

教科書の章立てと授業での取り扱い

タイトル授業での取り扱い
1章電荷と電場全部取り扱う
2章ガウスの法則と電位全部取り扱う
3章導体と誘電体静電エネルギーのみ
4章定常電流キルヒホッフの法則(回路の問題)を除く
5章磁束密度全部取り扱う
6章磁性体省略
7章電磁誘導磁気エネルギーのみ
8章マックスウェルの方程式と電磁波省略

各回の内容

内容出題(宿題)
110/01偏微分、ガウスの定理(2次元で四角形の場合の証明)偏微分の計算
210/08前回問題の解答、ガウスの定理の続き(2次元で三角形の場合の証明、教科書付録 E、流体力学の連続の式への応用)、ストークスの定理(2次元で四角形の場合の証明) ガウスの定理とストークスの定理の具体例での確認
310/22前回問題の解答、とくにほとんどの学生が簡単な線積分ができないことが判明したので線積分を丁寧に説明 第1章章末問題と関連追加問題(電荷と電場、クーロン力)
410/29前回問題の解答、とくに単位と有効数字について強調、それからベクトルの計算を具体的に行うところができていない学生が多かったので、かなり丁寧に説明。 第2章章末問題と関連追加問題(積分で電位を求める)
511/05前回の問題(2章章末問題と関連追加問題)の解答ならびに例題2.2の解説。とくに、球座標の gradient (章末問題3) の導出を時間をかけて説明した。 第2章関連追加問題(電場を線積分して電位を求める)
611/12前回問題(電場を線積分して電位を求める)の解答ならびに例題2.3の解説。多くの学生が線積分をよくわかっていないみたいだったので、線積分についてかなり丁寧に解説した。 第3章関連追加問題(電場のエネルギー)と第4章章末問題
711/19前々回問題(電場を線積分して電位を求める)の残りと第3章関連追追加問題(電場のエネルギー)の解答と例題2.1の解説。 前回の線積分の説明がわかりづらかったと思ったので、線積分の説明をやり直す。 第5章章末問題(アンペールの法則、ビオ・サバールの法則の利用)
811/26第4章、第5章章末問題の解説。これまでの静電場・静磁場のまとめ。 やり残しの例題 1.1,1.2,5.2,5.3 の解説。 なし
912/03中間試験 なし

2014 年度後期

2014 年度用シラバス
使用教科書:栗焼・副島・鴇田・原田・本庄・矢山「基幹物理学」(培風館)

教科書の章立てと授業での取り扱い

タイトル授業での取り扱い
1章電荷と電場全部取り扱う
2章ガウスの法則と電位全部取り扱う
3章導体と誘電体静電エネルギーのみ
4章定常電流キルヒホッフの法則(回路の問題)を除く
5章磁束密度全部取り扱う
6章磁性体省略
7章電磁誘導磁気エネルギーのみ
8章マックスウェルの方程式と電磁波省略

各回の内容

内容出題(宿題)
110/02概要説明、例題1.1、1.2 の説明1 章章末問題と追加問題(点電荷による電場)
210/09前回問題の解答、2 章例題のごく簡単な説明2 章章末問題と追加問題(1/r ポテンシャルの重ね合わせで電位を求める、無限遠で電位が 0 にならない問題)
310/16前回問題の解答3 章追加問題(静電エネルギー)と 4 章章末問題
410/23前回問題の解答5 章章末問題
510/30前回問題の解答、ストークスの定理出題無し
611/06質問の解説(球座標での grad、電荷面密度、ソレノイド外部の磁場)、ガウスの定理 7 章章末問題のうち磁気エネルギーに関するもの、追加問題(ガウスの定理とストークスの定理)
711/13前回問題の解答、静電磁場のまとめ、2 章、5 章の例題の解説出題無し
811/27中間試験出題無し