到達目標
1.実験を正確に行い,データを正しく解析し,結果を適切な有効数字で,かつ,グラフを用いて表現することができる。
2.実験結果およびその背景にある物理現象について正しく理解し,関連する諸量を計算できる。
3.静電場における電荷と力の関係,電気力線や電位の概念を理解し,基本的な静電場およびコンデンサーに関する物理量を計算できる。定常電流と磁場に関連する諸法則を理解し,磁場,ローレンツ力に関する物理量を計算できる。電磁誘導など時間変化する電磁場の性質を理解し,関連する物理量を計算できる。(B1-3)
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 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | □正しい手順で実験を行い,正確なデータを得ることができる。
□複雑な解析を行った場合でも,正しい有効数字で結果を表現できる。
□実験の解析結果についてその背景を考察することができる。
□実験データおよびそこから得た結論を適切にグラフを用いて表現することができる。 | □実験指導書に従い,正しい手順で実験を行うことができる。
□実験データを正しい有効数字で表現できる。
□実験データを,実験指導書に従って正しく解析し,結論を導くことができる。
□実験データを適切にグラフに表現することができる。 | □実験指導書に従い,正しい手順で実験を行うことができない。
□実験データを正しい有効数字で表現できない。
□実験データを,実験指導書に従って正しく解析できない。
□実験データを適切にグラフに表現することができない。 |
評価項目2 | □実験を行った物理現象について正しく説明でき,応用的な事例について関連する諸量の計算ができる。 | □実験を行った物理現象について正しく説明でき,関連する諸量の計算ができる。 | □実験を行った物理現象について正しく説明できない。
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評価項目3(B1-3) | □静電場に関する応用的な計算ができる。
□定常電流に関する応用的な計算ができる。
□定常電流と磁場に関する応用的な計算ができる。 | □静電場に関する計算ができる。
□定常電流に関する計算ができる。
□定常電流と磁場に関する計算ができる。 | □静電場に関する計算ができない。
□定常電流に関する計算ができない。
□定常電流と磁場に関する計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
実践指針 (B1)
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実践指針のレベル (B1-3)
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【本校学習・教育目標(本科のみ)】 2
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【プログラム学習・教育目標 】 B
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教育方法等
概要:
前期は,1-3年で履修した物理I,物理IIおよび工業力学を応用して,重要な物理現象のいくつかを講義と実験の両面から学ぶ。同時に,実験データの解析や誤差の扱いについても学ぶ。後期は講義により電磁気学の基礎,電荷と静電場および定常電流と磁場に関する諸法則を中心に学ぶ。本講義を通して,物理の基礎知識を自らの工学分野に応用できることに加え,自らの専門分野の課題の解決に数学的手法を適用できることを学ぶ。
授業の進め方・方法:
前期は,理論と実験を交互に学ぶ。物理法則を単に覚えるだけでなく,実際に物理現象を体感し,測定し,データ解析することにより,実験作法を身に着けるとともに,物理法則の理解を深めるのがねらいである。後期は,講義および演習を中心に行う。講義中は集中して聴講するとともに,積極的に演習に取り組むこと。
注意点:
前期は,講義の回も実験の回もともに物理実験室で行う。実験室用の上履きを持参してほしい(体育館シューズでよい)。前期は期末試験(50%)と実験レポート(50%)で評価する。後期は定期試験の平均点100%で評価する。授業目標3(B1-3)が標準到達基準(満点の60%)以上で,かつ前後期の評価点の平均が60点以上の場合に合格とする。評価基準はルーブリックによる。
授業計画
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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 (安全な実験,振動の復習) |
安全に実験することについて理解できる
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2週 |
振動
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強制振動と共振の実験と解析ができる
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3週 |
誤差と有効数字1
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誤差と有効数字の概念を理解できる
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4週 |
誤差と有効数字2
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ノギスとマイクロメータを使った測定を通して,結果を適切な有効数字で表現できる
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5週 |
光の回折
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光の回折(講義)とレーザー光を用いた回折の基礎実験を行い,光の回折について正しく理解できる
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6週 |
応用物理実験解説1
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電気現象を電子の運動として理解できる
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7週 |
応用物理実験解説2
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光の粒子性とプランク定数の関係を理解できる
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8週 |
前期前半のまとめ
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2ndQ |
9週 |
応用物理実験1
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光電効果に関する実験を行い,プランク定数を求めることができる
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10週 |
応用物理実験2
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水素原子のスペクトルを観測する実験を遂行し,プランク定数を正しく求めることができる
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11週 |
放射線
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放射線に関する基礎的な事項を理解できる
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12週 |
応用物理実験3
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ローレンツ力による電子の等速円運動のの実験を遂行し,その測定から電子の比電荷を求めることができる
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13週 |
応用物理実験4
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温度を変化させながら電気抵抗を測定する実験を遂行し,その結果から電気抵抗の温度係数を求めることげできる
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14週 |
応用物理実験5
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近現代物理学に関連する実験を遂行し,それらの物理現象を正しく理解できる
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15週 |
前期のまとめ
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
電磁気学概要
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2週 |
電磁気学における数学
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スカラー場,ベクトル場の微分ができる
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3週 |
電磁気学における数学
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スカラー場,ベクトル場の積分ができる
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4週 |
電荷と静電場
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クーロンの法則を使った計算ができる
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5週 |
電荷と静電場
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ガウスの法則を使った計算ができる
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6週 |
電荷と静電場
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電荷分布と電位を計算できる
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7週 |
静電場まとめ
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一般的な電場計算ができる
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8週 |
後期中間演習
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4thQ |
9週 |
定常電流
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オームの法則を使った計算ができる
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10週 |
定常電流と磁場
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磁場,磁束密度,ビオ・サバールの法則を使った計算ができる
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11週 |
定常電流と磁場
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アンペールの法則,ベクトルポテンシャルを使った計算ができる
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12週 |
時間変化する電磁場
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ローレンツ力,磁場中の荷電粒子の運動の計算ができる
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13週 |
時間変化する電磁場
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変位電流,電磁誘導,ファラデーの法則に関する計算ができる
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14週 |
時間変化する電磁場
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電磁波の計算ができる
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15週 |
後期のまとめ
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16週 |
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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 |
基礎的能力 | 人文・社会科学 | 社会 | 地理歴史的分野 | 民族、宗教、生活文化の多様性を理解し、異なる文化・社会が共存することの重要性について考察できる。 | 3 | |
公民的分野 | 自己が主体的に参画していく社会について、基本的人権や民主主義などの基本原理を理解し、基礎的な政治・法・経済のしくみを説明できる。 | 1 | |
工学基礎 | グローバリゼーション・異文化多文化理解 | グローバリゼーション・異文化多文化理解 | それぞれの国の文化や歴史に敬意を払い、その違いを受け入れる寛容さが必要であることを認識している。 | 3 | |
様々な国の生活習慣や宗教的信条、価値観などの基本的な事項について説明できる。 | 3 | |
異文化の事象を自分たちの文化と関連付けて解釈できる。 | 3 | |
評価割合
| 前期試験 | 前期実験レポート | 後期試験 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 25 | 25 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 25 | 25 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |