●本授業の目的およびねらい
広い視野を持って身近で利用されている電子機器の動作原理である電磁気の法則を理解する。 それを通じて、各種の測定機器の効果的な使い方も理解する。 例えば、増幅の原理や、ノイズの中から微小な信号を取り出す方法なども取り上げる。 疑問点を互いに議論して理解を深める機会を持ちたい。
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●履修条件あるいは関連する科目等
高校で「物理」を履修していなくともよい。 「物理学基礎Ⅰ」を履修していることが望ましいが、必須ではない。 来年度に「物理学実験」を受講する学生はこの講義を履修していることが望ましい。
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●授業内容
1.静電気 電気の性質(導体と静電誘導、誘電分極) 電荷のつくる電界(点電荷のつくる電界、電気力線、ガウスの法則)、 電位(静電ポテンシャル、電界と電位差)、双極子、電界中の運動 2.電流 導体と絶縁体、定常電流(電子の流れとしての電流)、電気抵抗(オームの法則) 電気回路(ブリッジ回路)、コンデンサー(電気容量、コンデンサーの並列、直列接続) 半導体(トランジスターの原理、増幅の原理) 3.磁気 磁石(磁界、磁界中の電流が受ける力、磁束密度、磁性体)、 電流のつくる磁界(コイルのつくる磁界、アンペールの法則) 電磁力の利用(モーターなど)、磁界中の荷電粒子の運動(ローレンツ力) 4.電磁誘導 電磁誘導(電磁誘導の法則、発電機の原理、電磁調理器の原理) 5.交流と電磁波 交流(交流の周波数、実行値)、コンデンサーとコイルのリアクタンス、 充電器の原理(コンセントの交流を直流に変換する方法) 電磁波の性質(波としての性質、偏光と液晶テレビの原理) また、講義内容の理解を深めるため、授業中に簡単な実験も行う。
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●成績評価の方法
毎回提出する簡単な演習問題のレポートと期末試験を同等に評価する。試験には自分でまとめたメモ(肉筆A4,2枚以内)を持ち込みこんでも良い。 レポートはTAに添削してもらうが、質問を書き込むことも歓迎する。
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●教科書
「電磁気学」 永田一清 著、東京教学社
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●参考書
なし、必要に応じて資料を配布する。
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●注意事項
質問する時間を設けるので、疑問点は早めに解消すること。 講義内容の理解を深めるため授業中に簡単な実験も行うので、お楽しみに。
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●本授業に関する参照Webページ
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●担当者からの言葉(Webページのみ表示)
物理法則の実例として、最近の科学ニュースや、事故などを物理的に解説する。
また、授業中に各自の机の上で簡単な実験をいくつか体験してもらう予定である。
電磁気学に限らず、科学に関する質問にも応じるので、積極的に取り組んで理解を深めてほしい。
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