物理学IIB  最終更新日:2014.7.31

  九州工業大学工学部 応用化学科
   第2年次 前学期 選択必修 2単位

1.目的 (物理学IIBのシラバスに記載)

2.勉強の仕方

 この講義ホームページのファイル.

講義開始時に必要最小限度の範囲で配布するように努力します.

HPの利用法:各章の要約→例題→詳しい解説(*印ファイル)

予習・復習など学習の仕方についてのアドバイス:

1) まずは大まかに捉えるべし

2) きちんと手順を踏んで覚えるべし

3) 何度も失敗を繰り返し覚えるべし

    (池谷裕二「記憶力を強くする」講談社、ブルーバックス、2001. P.139.より)

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(*)印のファイル:
  やや詳しい解説なので、難しいかもしれないので、1回目は勉強する必要はありません。
  2回目以降の勉強のときか、簡単な解説に不満な人や、興味 がある人は勉強して下さい。

3.講義関連の通知と講義資料

◎講義関連の通知事項(2014.72に新設)

新設理由:

今後の一斉連絡はこのホームページのこの欄において行うので、受講者は最低、毎回の講義前後に

   必ず確認しておくこと。

(月日:通知内容)

2014.7.17 物理学IIB・期末試験および再試験の実施要領

2014.7.31レポート課題No.3, 成績暫定判定再試験具体的情報

 (掲示期間予定:7.31-8.5)

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参考:なぜ物理学を勉強するか 

0)授業ガイダンスと電磁気学の構成

序論 
電磁気学の構造(図)
 相対論と電磁気学(図):
       (参考書)フレンチ「特殊相対性理論」、培風館、
                   図書番号=421.2、F−8 
                         
カンパーニェッツ「相対論と電磁力学」、東京図書、
                   図書番号=421、K−4,2
            バークレー物理学コース「電磁気学(上、下)」
                     図書分類番号:420.8,11

  生物、生体と電磁気
  (参考書):前田 担「生物は磁気を感じるか」、講談社ブルーバックス
                                         
大森 明編「電磁気と生体」、日刊工業社、
                    図書番号=427、O−6
1
クーロンの法則と電場
解説:物理学における文字と、文字式の意味
 
要点: の概念の誕生と進化

参考:微弱な電気を発生させられる魚の6つの機能

参考:真空はからっぽの空間ではないこと:
 (参考書)広瀬立成「真空とはなにかー:じつは空っぽではなかったー」、講談社ブルーバックスB-555
                    本館 閲覧室1階 文庫 408||B-2||555
       佐藤文隆「宇宙論への招待ープリンキピアとビッグバンー」、岩波新書、
                     特に、pp.179-193
題:電気力と重力の比較
 
2014.729有効数字を2桁に制限するように修正
題:帯電物体は紙片をひきつけるのはなぜか 
電気双極子とその性質
 
例題:水素原子の電気双極子モーメント
 
例題:外部電場の中の電気双極子モーメントのポテンシャル
 

 
(参考)例 題:電気双極子間の相互作用ポテンシャル 

2
)ガウスの法則とその応用、静電場(静電界)と電位
要点電位と静電場性質(要約) 
題:点電荷のつくる電場と電位
 
題:直線状の電荷分布のつくる電場と電位
 

例題:面状の電荷分布のつくる電場1 
例題:面状の電荷分布のつくる電場2 


3
)導体の性質 
例題:共軸円筒コンデンサーのキャパシティ
 

例題:球状コンデンサーの静電エネルギー 

4)電流と抵抗(または電気伝導)の機構

要点 電流と抵抗
例題:電流と電子のドリフト速度1
 
例題:電流と電子のドリフト速度2
 

例題:RC回路1(充電) 

例題:RC回路2(放電) 

 

電流と磁場

要点:電流と磁場 

5)電流と磁場 1(ローレンツ力、アンペアの力)

例題:磁極と電流に働く力 

(テキスト、原康夫「物理学基礎第4版」学術図書出版、2010年、p.263,20章問A7)
題;サイクロトロン運動1
 2014.7.26 初期条件が一つ不足していたことがわかったので、

問題自体を修正し、解答例も修正した。
題;サイクロトロン運動2 

 例題:平行電流間の磁気力(アンペアの力) 

例題:反平行電流間の磁気力(アンペアの力) 2014.728新規
6)電流と磁場2(ビオ・サバールの法則、アンペアの法則)

例題:無限に長い直線状の電流がつくる磁場 

(テキスト、原康夫「物理学基礎第4版」学術図書出版、2010年、p.243(20.5)p.263,20章問B3)

 例題:有限の長さの直線状の電流がつくる磁場 

(テキスト、原康夫「物理学基礎第4版」学術図書出版、2010年、p.243(20.5)p.263,20章問B2

を理解するために必要)

例題:正方形状の電流がその中点につくる磁場 

(テキスト、原康夫「物理学基礎第4版」学術図書出版、2010年、p.263,20章問B4)
題:円電流のつくる磁場
 
題:反平行電流の流れる同軸ケーブルの磁場分布 
題:矩形電流に働く力 

7)電磁誘導

  例題:電磁誘導の法則の次元解析 2014.7.27新規

例題:ソレノイドコイルと電磁誘導 2014.7.26 修正

(テキスト、原康夫「物理学基礎第4版」学術図書出版、2010年、p.270,例題1)

 例題:磁気エネルギーの次元解析 2014.7.28新規

 例題:LR回路の充電 2014.7.28旧例題を分割し、清書 

 例題:LR回路の放電 2014.7.28旧例題を分割し、清書 

題:ソレノイドコイルの自己インダクタンス 

 

電磁気学の基本法則

8)電磁気学法則の微分形とマックスウエル方程式
題:マックスウエル方程式から電磁波方程式の導出1 
題:マックスウエル方程式から電磁波方程式の導出2
 


3.評価方法
 中間試験 (30%)、期末試験(40%)、演習レポート (30)%

4.履修上の注意
  本講義が十分理解できるためには、物理学I、物理学IIA
  の科目を修得していることが望ましい。

5.教科書・参考書(教科書1、参考書2以下の予定)

1)
原 康夫「第4版 物理学基礎」、学術図書
2)
ハリディ他、「物理学の基礎[3]電磁気学」、培風館
3
)中山正敏、「電磁気学」、裳華房、
     
九工大図書館蔵(図書分類番号:427/N-13,1他)
4
)中山正敏、基礎演習シリーズ「電磁気学」、裳華房,
     
九工大図書館蔵(図書分類番号:427/N-14,1他)
5
)後藤尚久、「なっとくする電磁気学」、講談社
6
)バーガー、オルソン、「電磁気学I−新しい視点にたって−」、培風館
) バークレー物理学コース「電磁気学(上、下)」
     九工大図書館蔵(図書分類番号:420.8,11)
) ファインマン物理学コース「電磁気学」
    九工大図書館蔵(図書分類番号:420,F-5) 
9)今井 功、「電磁気学を考える」、サイエンス社、九工大図書館蔵(図書分類番号:427/I-6,1他)


アインシュタイン関係写真集:杉本賢治「アインシュタインアドベンチャー」(現代数学社)
              九工大図書館蔵(図書分類番号:420.2/S-11

 アインシュタイン関係:中本静暁「関門・福岡のアインシュタイン」(新日本教育図書)
              九工大図書館蔵(図書分類番号:289.3/N-4