概要:
座学と物理実験を行う。座学では振動現象と電磁気学の基礎を学ぶ。これらの現象が数学的手法によって明快に導出され、記述されることを理解する。実験は、いくつかの典型的な自然現象が、これまで学んだ物理学の知識により説明できることを理解する。また、実験レポートの作成を通じて、論理的な思考力を養い、科学・技術分野のレポート作成技術を高める。学修単位であるので、予習・復習の内容についても詳しく説明する。
授業の進め方・方法:
講義では主に黒板を用いた説明を行う。
注意点:
教科書を予習することが望ましい。前期は、2回の定期テスト(75%)とレポート課題(25%)によって成績を評価する。
後期は実験実習を行い、実験レポート(100%)により成績を評価する。
最終成績は、前期成績＋後期成績の平均点とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業概要 |
ガイダンス、定数係数の2階線形微分方程式の解法
【授業外学習】2年生物理の単振動の復習
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| 2週 |
振動(1) |
単振動（運動方程式を立て、定数係数の2階線形微分方程式を解く。単振動の特徴を考察）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 3週 |
振動(2) |
振り子、LC回路（ばねの振動の場合との類似性）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 4週 |
振動(3) |
減衰振動（運動方程式を立て、定数係数の2階線形微分方程式を解く。）、ＬＣＲ回路（ばねの振動の場合との類似性）
強制振動と共鳴（運動方程式を立て、定数係数の2階線形微分方程式を解く。）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 5週 |
振動（4） |
いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 6週 |
静電磁気（1） |
クーロンの法則、電場
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 7週 |
静電磁気（2） |
試験解説、ガウスの法則、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 8週 |
中間試験 |
これまでの学習理解の確認
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 2ndQ |
| 9週 |
静電磁気（3） |
電位、 導体、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 10週 |
静電磁気（4） |
静電容量、コンデンサー、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 11週 |
静電磁気（5） |
誘電分極、電場のエネルギー 、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 12週 |
電流と磁場（1） |
ローレンツ力、ビオ-サバールの法則、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 13週 |
電流と磁場（3） |
アンペールの法則、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習まとめ
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| 14週 |
まとめ（1）、演習 |
まとめ、電磁気学演習
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 15週 |
まとめ（1）、演習 |
まとめ、電磁気学演習
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
変動する電磁場(1) |
ファラデーの電磁誘導の法則、変位電流
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 2週 |
変動する電磁場(2) |
マクスウェル方程式、電磁波
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 3週 |
まとめ(1)、演習 |
まとめ、電磁気学演習
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 4週 |
まとめ(2)、演習 |
まとめ、電磁気学演習
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 5週 |
まとめ、実験概要 |
まとめ、物理演習、実験テキストの配布
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 6週 |
応用物理実験 |
サーミスターの静特性実験
【授業外学習】予習・復習
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| 7週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 8週 |
応用物理実験 |
屈折率の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 4thQ |
| 9週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 10週 |
応用物理実験 |
重力加速度の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 11週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 12週 |
応用物理実験 |
電気素量の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 13週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 14週 |
応用物理実験 |
電子の比電荷の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 15週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
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| 16週 |
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| 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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | 前2 |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | 前2 |
| 共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 電気 | クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 前6 |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | 前7 |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | 前9,前10,前11 |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | 前9,前10,前11 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 前9,前10,前11 |
| 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 3 | 後5 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 後5 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 後7,後9,後11,後13,後15 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 後7,後9,後11,後13,後15 |
| 力学に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | 後10 |
| 熱に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | 後6 |
| 波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | 後8 |
| 光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | 後8 |
| 電磁気に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | 後12,後14 |
| 電子・原子に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | 後12,後14 |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 3 | 前8,後7,後9,後11,後13,後15 |