物理数学演習 / Exercises in Mathematical Methods of Physics

単位数: 1. 担当教員: 正木 祐輔. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-MAT304J.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的
　「解析力学」、「電磁気学」、「量子力学」等基礎物理学の学習に必要と思われる数学の演習を行い、これらでよく現れる問題を、自らの手で解くことにより、物理学の講義の理解を深めることを目的とする。
２．概要
　Taylor展開、積分、ベクトル解析、Gaussの定理、Stokesの定理、複素解析、Fourier・Laplace変換、微分方程式、行列・行列式、固有値問題などである。一部の問題は学生が演習中に解法を発表し、また小テストやレポートなどで習熟度を確認する。
３．達成目標等
　問題を解く力、人前で発表する要領、読みやすいレポートを書く力を養う。
４．形式
　Google Classroomを利用する場合がある。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Purpose
Students exercise mathematics required in fundamental physics "analytical mechanics", "electromagnetics", and "quantum mechanics". This course aim to develop a further understanding of physics by solving often appearing problems in one's own way.
2. Outline
Contents are Taylor expansion, integral, vector analysis, Gauss theorem, Stokes theorem, complex analysis, Fourier form, Laplace transform, differential equation, matrix/determinant, eigenvalue problem. Students present solutions for some problems in class. Short tests and/or reports are also given to check and deepen their understanding.
3. Goals and objectives
Students develop abilities of calculation, presentation, and writing report.
4. Format
Google Classroom is used if necessary.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

「数学物理学演習」、「電磁気学基礎論」の履修を前提としている。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Students are premised on taking "exercises in mathematics and physics" and "fundamental theory of electromagnetics" classes.

授業計画

１．微分
２．積分
３．ベクトル解析１
４．ベクトル解析２
５．複素解析１
６．複素解析２
７．Fourier変換
８.　Laplace変換
９．線形代数１
10．線形代数２
11．常微分方程式１
12．常微分方程式２
13．偏微分方程式１
14．偏微分方程式２

授業計画(Ｅ）

1. Derivatives
2. Integrals
3. Vector analysis I
4. Vector analysis II
5. Complex analysis I
6. Complex analysis II
7. Fourier transform
8. Laplace transform
9. Linear algebra I
10. Linear algebra II
11. Ordinary differential equation I
12. Ordinary differential equation II
13. Partial differential equation I
14. Partial differential equation II

授業時間外学習

予習・復習を必須とする

授業時間外学習（Ｅ）

Preparation and reviewing are requested for each class.

成績評価方法及び基準

出席、レポート/小テスト、期末テストで評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Submitted reports/short tests, attendance, and the final exam are evaluated.

教科書および参考書

オフィスアワー

オフィスアワーは、授業終了後17:00までとする。

オフィスアワー（Ｅ）

Office hours are from end of classes to 17:00.