理工学部Faculty of Science and Engineering
PHY200XD（物理学 / Physics 200）応用物理学Applied physics
西村 征也Seiya NISHIMURA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5663 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 水2/Wed.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | 教員の受講許可が必要です。学習支援システムに仮登録したうえで、授業内掲示板にて許可を得ること。 |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
電気電子工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
This course introduces plasma physics as an application field of particle dynamics and fluid dynamics to students taking this course.
Learning activities outside of classroom are review and preparation of reports for each class.
If mid-term and end-term examinations can be conducted, grading will be decided based on the examinations (80%) and reports (20%).
If examinations cannot be conducted, grading will be decided based on reports (100%).
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
質点系の力学や流体力学の応用分野の一つである、プラズマ物理について学ぶ。プラズマとは、イオン集団と電子集団が混在する媒質のことであり、工学や理学の様々な分野で重要な役割を演じている。前半では、電磁場中の単一荷電粒子の運動について学ぶ。後半では、プラズマ流体と電磁場の相互作用について学ぶ。
到達目標Goal
・電磁場中の単一荷電粒子の運動を計算することができる。
・プラズマの流体方程式の導出方法を説明することができる。
・プラズマの流体方程式を用いて、プラズマ中の波動の分散関係を導出することができる。
・プラズマの平衡と不安定性の考え方を説明することができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
講義を基本とする。毎回、理解を深め疑問を解消するために演習を行い、その答案を提出する。課題等に対しては学習支援システムを用いてフィードバックする。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：ガイダンス、プラズマとは
授業内容の説明
プラズマの定義
プラズマの応用分野
水素プラズマの核融合反応
2[対面/face to face]：サイクロトロン運動
サイクロトロン周波数
ラーマ半径
3[対面/face to face]：ミラー磁場による捕捉
ミラー力
磁気モーメントの保存
4[対面/face to face]：磁場閉じ込め
地球磁気圏
磁場閉じ込め装置
5[対面/face to face]：流体力学の考え方
速度場と圧力場
オイラー微分とラグランジュ微分
6[対面/face to face]：流体の運動方程式
連続の式と流体の運動方程式の導出
音波の分散関係
7[対面/face to face]：復習
復習問題
アンケート
8[対面/face to face]：二流体方程式
イオンと電子の流体方程式
Maxwell方程式との連立
9[対面/face to face]：プラズマ振動
プラズマ周波数
ラングミュア波の分散関係
10[対面/face to face]：MHD方程式
MHD方程式の導出
11[対面/face to face]：アルフベン波
アルフベン波の分散関係
12[対面/face to face]：平衡と不安定性
平衡・不安定性の概念
不安定性の種類
13[対面/face to face]：プラズマ研究の最前線
核融合プラズマ
宇宙プラズマ
14[対面/face to face]：復習
復習問題
アンケート
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】
・多くの数式を用いるので、物理的な概念と数式との関係が理解できるまで、よく復習しておくこと。
・演習問題は解答例を配布する。試験に臨むに当たって、演習問題は必ず解けるようになっておくこと。
テキスト（教科書）Textbooks
必要に応じて参考書を指定する。
参考書References
プラズマ物理入門（F.Chen著・内田岱二郎訳 丸善）
連続体の力学（巽友正著 岩波書店）
成績評価の方法と基準Grading criteria
試験を実施できる場合は、試験（80%）、レポート（20%）で評価する。
試験を実施できない場合は、レポート（100%）で評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
理解しやすい説明を行うために、板書とスライドを併用する。必要な教材は、授業支援システムにて共有する。