応用物理学１

Applied Physics (1)

9923A21

23ONPHY103

大熊　建司

OHKUMA Kenji

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜7限

WE 7th

理学部第二部　化学科

Department of Chemistry, Faculty of Science Division Ⅱ

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

古典物理学を力学、熱力学とともに構成する電磁気学の基礎的な理論と応用について学びます。
具体的には、電気と磁気に関する実験事実、それらを記述するための電荷、電場、磁場などの物理量、これら物理量の間に成り立つ法則を学びます。
さらに、電磁気学の実用的な応用例である、電気回路や電磁波の伝搬なども取り上げます。

電磁気学で使われる電荷、電場、磁場などの物理量の概念とその定義、これらの間に成り立つ法則を理解する。
これらの法則を利用して、与えられた条件における物理量が計算できる力を身につける。

１．電磁気学で取り扱う電荷、電場、磁場などの物理量の意味と定義を説明できるようにする。
２．物理量が満たす法則を記述ための数学の基礎を身につける（ベクトル空間、三角関数、微積分）
３．静電場に関する物理法則（クーロンの法則、ガウスの法則）を理解する。
４．物理法則を利用して電場に関する計算ができるようにする。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

物理法則を記述するための数学でつまずく人が多いので、事前にその土台となる高校の数学（ベクトル、三角関数、微積分）を復習しておいてください。

小テストの実施　Quiz type test

毎週、演習問題を出すので、回答をLetusにアップしてください。

授業準備：各回の授業の内容に該当する教科書の箇所をざっと読んで、学習する内容に対するイメージを膨らませておいて下さい。
復習：毎週、講義内容を復習し、演習問題を解いてLetusにアップしてください。
理解できなかったり、解けなかったりした点は、適宜質問して下さい。
その際、どこでつまずいているかを、他の人が聞いて分かるように考えを整理しておくことが重要です。

評価の割合は、授業後の演習問題を40%、期末の到達度評価を60%とします。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

兵頭俊夫　「電磁気学（増補修訂版）」（裳華房2021）
https://www.shokabo.co.jp/mybooks/ISBN978-4-7853-2274-8.htm

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

田崎晴明 著「数学—物理を学び楽しむために」：著者のwebページ
　https://www.gakushuin.ac.jp/~881791/mathbook/index.html
　から無料でダウンロードできます。電磁気学に必要な数学の理解に役立ちます。（第6章、第9章、第10章 等）

[]内は準備学習、復習に必要な時間の目安

第１回　ガイダンス、次元、単位、電場
　（準備学習）高校で勉強した電荷、電流、電場の復習。[1.5時間]
　（講義）次元、単位について学ぶ。また、電場の意味を学ぶ。
　（復習）次元、単位について理解する。[1.5時間]
第２回　電磁気学を理解するための数学１（空間、ベクトル）
　（準備学習）高校で勉強したベクトルや座標の復習。[1.5時間]
　（講義）電場、電位ポテンシャル等の物理量を記述するために必要なベクトルや座標を学ぶ。
　（復習）電磁気学で使うベクトルや座標を理解する。[1.5時間]
第３回　電磁気学を理解するための数学２（微分、積分）
　（準備学習）高校で勉強したベクトルや微分、積分の復習。[1.5時間]
　（講義）電磁気学の法則を記述するために必要なベクトル、微分、積分を学ぶ。
　（復習）電磁気学で使う微分、積分を理解する。[1.5時間]
第４回　電磁気学を理解するための数学３（テイラー展開と線積分）
　（準備学習）高校で勉強したベクトルや微分、積分の復習。[1.5時間]
　（講義）電磁気学の法則を記述するために必要なテイラー展開と線積分を学ぶ。
　（復習）テイラー展開を使った近似計算ができるようにする。簡単な線積分を計算できるようにする。[1.5時間]
第５回　電磁気学を理解するための数学４（面積分と体積積分）
　（準備学習）高校で勉強したベクトルや微分、積分の復習。[1.5時間]
　（講義）電磁気学の法則を積分形で表すのに必要な面積分と体積積分を学ぶ。
　（復習）簡単な面積分と体積積分を計算できるようにする。[1.5時間]
第６回　電磁気学を理解するための数学５（流速密度と立体角）
　（準備学習）高校で勉強したベクトルや微分、積分の復習。[1.5時間]
　（講義）電束・磁束を理解するのに必要な流束密度と立体角を学ぶ。
　（復習）流束密度と立体角を理解する。簡単な立体角を計算できるようにする。[1.5時間]
第７回　ガウスの法則１
　（準備学習）流束密度と立体角の復習。[1.5時間]
　（講義）ガウスの法則を学ぶ。
　（復習）ガウスの法則の意味を理解する。[1.5時間]
第８回　ガウスの法則２
　（準備学習）前回に学んだガウスの法則の復習。[1.5時間]
　（講義）ガウスの法則を使って様々な電荷分布の周りの電場を計算する方法を学ぶ。
　（復習）様々な電荷分布の周りの電場を計算できるようにする。[1.5時間]
第９回　ガウスの法則３
　（準備学習）前々回および前回に習ったガウスの法則の復習。[1.5時間]
　（講義）ガウスの法則を使って様々な電荷分布の周りの電場を計算する方法を学ぶ。
　（復習）様々な電荷分布の周りの電場を計算できるようにする。[1.5時間]
第10回　電位１
　（準備学習）これまで習ったガウスの法則の復習。[1.5時間]
　（講義）電位について学ぶ。
　（復習）電位を理解する。[1.5時間]
第11回　電位２
　（準備学習）前回習った電位の復習。[1.5時間]
　（講義）様々な電荷分布の周りの電位を計算する方法を学ぶ。
　（復習）様々な電荷分布の周りの電位を計算できるようにする。[1.5時間]
第12回　導体１
　（準備学習）これまで習った電場と電位の復習。[1.5時間]
　（講義）導体の周辺の電場について学ぶ。
　（復習）導体の周辺の電場について説明できるようにする。[1.5時間]
第13回　導体２
　（準備学習）これまで習った電場と電位の復習。[1.5時間]
　（講義）導体表面近傍の電場と表面電荷密度の関係や鏡像ついて学ぶ。
　（復習）導体の周辺の電場について説明できるようにする。[1.5時間]
第14回　前期の復習
　（準備学習）これまで習った電場と電位の復習。[1.5時間]
　（講義）導体周辺の電場と静電ポテンシャルの具体的な計算について学ぶ。
　（復習）与えられた電荷分布の周りの静電ポテンシャルを計算できるようにする。[1.5時間]
第15回　到達度評価
　（準備学習）これまで習った内容の復習。[15時間]
　　　これまでの理解度を試験により評価する。

全ての授業を対面で受講することを求める。

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Mathematica

Wolfram|Alpha 日本語版：計算知能
https://www.wolframalpha.com/

質問や連絡がある場合には、授業終了後の教室、または、シラバスの教員情報に登録されたメールアドレス宛のメールで受け付けます。

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