到達目標
（科目コード：11096、英語名：Physics IIB）
この科目は長岡高専の教育目標の(C)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。
①連続媒質の波動の基礎方程式とその解及び基本的性質を理解する 80％（c1）
②電磁波の基本的性質を理解する 20%（c1）
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 最低限の到達レベルの目標 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 連続媒質の波動の基礎方程式とその解及び基本的性質を理解し、正しく計算できる。 | 連続媒質の波動の基礎方程式とその解及び基本的性質を理解できる。 | 連続媒質の波動の基礎方程式とその解及び基本的性質を概ね理解できる。 | 左記に達していない |
| 評価項目2 | 波動方程式を元に、フーリエ級数展開、フーリエ変換などを用いて、振動・波動現象の理解し、正しく計算でいる。 | 波動方程式を元に、フーリエ級数展開、フーリエ変換などを用いて、振動・波動現象の理解できる。 | 波動方程式を元に、フーリエ級数展開、フーリエ変換などを用いて、振動・波動現象の概ね理解できる。 | 左記に達していない |
| 評価項目3 | | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物理学Ｉおよび物理学ⅡＡで学習していない振動現象として、ギターやバイオリンの弦のような連続体の振動・波動現象の基礎を学ぶ。波動方程式を元に、フーリエ級数展開、フーリエ変換などを用いて、振動・波動現象の理解を深める。
授業の進め方・方法:
講義を中心として授業を行う。
注意点:
4年次までに履修した微分・積分法およびベクトルや偏微分方程式の等の基本事項の理解を必要とする。習っていない内容についてはそのつど学習する。また、物理学ＩＢや物理学ⅡAの内容については、十分に復習して理解しておく必要がある。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
さまざまな振動・波動現象 |
身の回りのさまざまな振動・波動現象を知る。単振動、連成振動を理解する。
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| 2週 |
連続体の振動（１）（弦の振動） |
弦の運動方程式から波動方程式を導出できる。
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| 3週 |
連続体の振動（２）（フーリエ級数展開） |
弦の振動をフーリエ級数に展開できる。
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| 4週 |
連続体の振動（３）（膜の振動） |
二次元的な波を理解する。
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| 5週 |
１次元の進行波（１）（進行波） |
一次元の進行波を理解する。
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| 6週 |
１次元の進行波（２）（波動方程式） |
進行波の波動方程式を導出する。
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| 7週 |
１次元の進行波（３）（定在波、波のエネルギー） |
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。
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| 8週 |
到達度試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
波の性質（１）（波の重ね合わせ） |
波の重ね合わせの原理について説明できる。
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| 10週 |
波の性質（２）（端での反射） |
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。
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| 11週 |
波の性質（３）（境界での反射と透過） |
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。
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| 12週 |
波のフーリエ解析（１）（フーリエ変換１） |
フーリエ変換の基礎的な計算を理解する。
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| 13週 |
波のフーリエ解析（２）（フーリエ変換２） |
フーリエ変換の基礎的な計算を理解し、計算できる。
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| 14週 |
波のフーリエ解析（３）（波束と群速度） |
自然光と偏光の違いについて説明できる。
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| 15週 |
課題演習 |
講義内容を復習し、課題を解くことができる。
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| 16週 |
学年末試験
17週 試験解説と発展授業 |
試験時間：80分
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |