概要:
初等物理の力学，および，熱力学，波動について学習する。
授業の進め方・方法:
教科書にそって講義を行い，それに関連した問題の演習を行う。単振動、万有引力を学び第1・第2宇宙速度についての計算方法を学ぶ。熱力学の基礎を学び，変化に関する関係式の記述を行う。一次元の波動の式，一般的な波の性質を学ぶ。音，光についての性質を学ぶ。学んだ事を元に問題演習を通じ，理解を進める。
注意点:
2年生の物理（3単位）の継続科目であると共に，応用物理学の基礎となる科目であるので，暗記するのではなく，原理・法則を十分理解できるように思考することや探求する姿勢が大切である。
四半期毎に、評価点が60点に満たない場合は、標準的な到達レベルに応じた理解度試験を課すことがある。また年間総合成績が60点に満たない場合、課題再提出および、再評価試験を行う。再評価でも60点に満たない場合は単位を認定しない。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，
単振動，単振り子 |
単振動について理解し、関係する問題を解くことができる。
単振動の微分方程式について説明できる。
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| 2週 |
単振動の実験 |
実験を通じ，単振動の理解を深める。
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| 3週 |
万有引力
ケプラーの法則と万有引力 |
ケプラーの法則について学び，ニュートンの万有引力の法則との関係を理解する。関係する問題を解くことができる。
ケプラーの第2法則が、角運動量保存則に関係していることの概要を理解する。
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| 4週 |
万有引力による位置エネルギー
万有引力に関係する問題演習 |
万有引力に関する位置エネルギーについて説明できる。
万有引力に関連する問題演習を通じ理解を深める。
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| 5週 |
熱と物質
熱と熱量，熱と仕事 |
熱，熱容量，比熱の関係を理解する。関係する問題を解くことができる。
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| 6週 |
気体の法則
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ボイルシャルルの法則を学び，圧力、体積、温度など関係する量を計算できる。
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| 7週 |
気体の分子運動論
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気体分子運動論について学び、状態方程式とあわせて気体の絶対温度と分子の平均運動エネルギーの関係を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
中間試験にて達成度を測る
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| 2ndQ |
| 9週 |
気体の内部エネルギーと熱力学第一法則 |
気体の内部エネルギーについて理解する。熱力学第一法則について理解する。関係する問題を解くことができる。
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| 10週 |
等圧変化，等積変化，等温変化，断熱変化 |
等圧変化，等積変化，等温変化，断熱変化の概要を学び、関係する問題を解くことができる。
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| 11週 |
気体のモル比熱
不可逆変化と熱機関 |
気体のモル比熱について理解し、関係する問題を解くことができる。
不可逆変化と熱機関について理解し，熱効率の計算ができる。
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| 12週 |
波と媒質の運動 |
波動と波源，媒質の関係，パルス波と連続波，媒質の変位，正弦波の発生について理解し、周期，振動数，振幅について計算できる。
波の要素，波のグラフについて理解し、関係する問題を解くことができる。
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| 13週 |
正弦波の式
横波縦波 |
正弦波の式について理解し，y-t図やy-x図との関連付けができ、図から波長や周期や振幅を読み取ることができる。
横波と縦波の違いについて理解し、関係する問題を解くことができる。
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| 14週 |
波の伝わり方
定常波
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波の伝わり方、重ね合わせの原理や波の独立性について理解し、関係する問題を解くことができる。
進行波と定常波について学び，自由端，固定端反射により定常波が発生することを理解し、関係する問題を解くことができる。
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| 15週 |
波の波面，干渉，反射，屈折，回折 |
波の干渉，反射，屈折について理解し，ホイヘンスの原理を用いた作図ができる。波の回折について理解する。干渉、反射、屈折、回折に関係する問題を解くことができる。
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| 16週 |
定期試験 |
定期試験にて達成度を測る
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
音波 |
音の波の性質について，学ぶ。
音の速さと温度の関係，伝わり方について理解する。音の干渉について計算ができる。
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| 2週 |
音のうなり |
音のうなりについて理解し、関係する問題を解くことができる。
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| 3週 |
発音体の共振と共鳴 |
弦の振動について理解する。気柱の振動について理解する。共振，共鳴について理解する。固有振動や共鳴に関する問題を解くことができる。
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| 4週 |
音に関する実験 |
気柱共鳴の実験を通して、音波、共振、共鳴について理解を深める。
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| 5週 |
音のドップラー効果 |
ドップラー効果について，音源の速さ，観測者の速さとの関係を理解する。観測される振動数の計算ができる。
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| 6週 |
光の性質 |
光の波長による分類，光の速さについて理解する。光の反射，屈折について理解する。光路長の計算ができる。全反射が理解できる。
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| 7週 |
光の分散とスペクトル |
光の分散とスペクトルが理解できる。光の散乱，偏光について理解し説明できる。
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| 8週 |
レンズ |
凸レンズ、凹レンズに関連する関係式を使って計算ができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
ヤングの実験、薄膜の干渉 |
ヤングの実験、薄膜の干渉について、光路長や光路差を求め、強め合う条件について理解し、関連する問題を解くことができる
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| 10週 |
中間試験 |
中間試験により到達度を測る
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| 11週 |
光に関する実験 |
回折格子を用いた実験を通し、光波の回折、屈折率について理解を深める。
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| 12週 |
球面鏡 |
凹面鏡、凸面鏡に関連する関係式を使って計算ができる。
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| 13週 |
問題演習 |
問題演習により光について理解を深める。
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| 14週 |
問題演習 |
問題演習により光について理解を深める。
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| 15週 |
定期試験 |
定期試験により達成度を測る
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| 16週 |
答案返却 |
光に関係する問題について理解を深める。
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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 | 物理 | 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 1 | 前1 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前4 |
| 周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | 前1,前2 |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | 前1,前2 |
| 万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | 前3,前4 |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 角運動量を求めることができる。 | 1 | 前3 |
| 角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 1 | 前3 |
| 熱 | 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 3 | 前6 |
| 時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。 | 3 | 前5 |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | 前5 |
| 動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。 | 3 | 前9 |
| ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 3 | 前6,前10 |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | 前9 |
| 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | 前9 |
| エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 前11 |
| 不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。 | 2 | 前11 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 2 | 前11 |
| 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12 |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | 前13 |
| 波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | 前14 |
| 波の独立性について説明できる。 | 3 | 前14 |
| 2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 3 | 前15 |
| 定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 3 | 前14 |
| ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | 前15 |
| 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。 | 3 | 前15 |
| 弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。 | 3 | 後3 |
| 気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。 | 3 | 後3,後4 |
| 共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | 後4 |
| 一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。 | 3 | 後5 |
| 自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | 後7 |
| 光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | 後6,後7 |
| 波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 3 | 後7 |
| 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 | 前2 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 前2 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 後4 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 前2 |
| 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 | 前2 |
| 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4 |
| 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11 |
| 化学 | 化学 | ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル-シャルルの法則を説明でき、必要な計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 気体の状態方程式を説明でき、気体の状態方程式を使った計算ができる。 | 3 | 前7,前9 |