1. ニュートンの運動方程式を微分方程式として理解して、物体の運動を求めることができる。
2. 剛体の運動に関する問題を解くことができる。
3. 電場・磁場の計算ができ、荷電粒子に働く力を計算できる。
4. 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。
5. 量子力学の必要性および特徴的な結果について説明することができる。
6. 実験と理論とを結びつけて理解でき、実験結果を考察しレポートとしてまとめることができる。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
（実験）実験ガイダンス
（力学）速度と加速度 |
（実験）実験で使用する機器や測定等に関する基礎的事項を理解する。
（力学）ベクトル量としての位置、速度、加速度を理解し、それらベクトル量の合成と分解ができる。
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| 2週 |
（実験）実験1：液体の密度
（力学）運動方程式１ |
（実験）各種濃度の溶液試料について求めた密度から、濃度と密度の関係を表す実験式を求めることができる。
（力学）力が一定の場合、力が時間にの依存する場合の物体の運動に関する問題を解くことができる。
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| 3週 |
（実験）実験1：液体の密度
（力学）運動方程式２ |
（実験）各種濃度の溶液試料について求めた密度から、濃度と密度の関係を表す実験式を求めることができる。
（力学）力が速度の依存する場合の物体の運動に関する問題を解くことができる。
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| 4週 |
（実験）実験２：光の干渉と回折
（力学）運動方程式３ |
（実験）光の波動性について実験を通して理解する。
（力学）力が座標に依存する場合の物体の運動に関する問題を解くことができる。
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| 5週 |
（実験）実験２：光の干渉と回折
（力学）放物運動、円運動 |
（実験）光の波動性について実験を通して理解する。
（力学）放物運動と円運動に関する問題を解くことができる。
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| 6週 |
（実験）実験３：気体温度計
（力学）単振動、単振り子 |
（実験）シャルルの法則に基づき、気体の温度と体積から未知の水温が計測できることを確認する。
（力学）単振動、単振り子に関する問題を解くことができる。
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| 7週 |
（実験）実験３：気体温度計
（力学）仕事とエネルギー |
（実験）シャルルの法則に基づき、気体の温度と体積から未知の水温が計測できることを確認する。
（力学）仕事とエネルギーの関係を理解する。
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| 8週 |
（実験）実験４：フランクヘルツの実験
（力学）力学的エネルギー保存則 |
（実験）フランクヘルツの実験から、原子の定常状態について理解する。
（力学）力学的エネルギー保存を理解し、応用できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
（実験）実験４：フランクヘルツの実験
（力学）力のモーメントと角運動量 |
（実験）フランクヘルツの実験から、原子の定常状態について理解する。
（力学）回転運動に関わる力のモーメントと角運動量を理解する。
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| 10週 |
（実験）実験５：放射線の測定
（力学）角運動量保存則 |
（実験）放射線の測定を通して放射線の理解を深める。
（力学）角運動量保存則に関する問題を解くことができる。
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| 11週 |
（実験）実験５：放射線の測定
（力学）固定軸の周りの剛体の回転運動 |
（実験）放射線の測定を通して放射線の理解を深める。
（力学）固定軸の周りの剛体の回転運動を記述する基礎方程式を理解する。
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| 12週 |
（実験）レポート指導、追実験
成果発表および追実験
（力学）回転運動１ |
（実験）レポートの体裁および内容について指導を受け、必要であれば追実験を行う。
（力学）回転の運動方程式に関する問題を解くことができる。
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| 13週 |
（力学）回転運動２ |
（力学）回転に関する問題を解くことができる。
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| 14週 |
（力学）剛体の平面運動１ |
（力学）剛体の平面運動に関する簡単な問題を解くことができる。
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| 15週 |
（力学）剛体の平面運動２ |
（力学）剛体の平面運動に関する問題を解くことができる。
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| 16週 |
前期定期試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
（電磁気学）クーロンの法則
（量子論）古典物理学で説明できないこと |
（電磁気学）電荷間に働く力を説明できる。
（量子論）古典物理学で説明できないことを理解する。
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| 2週 |
（電磁気学）電場，電気力線
（量子論）光電効果 |
（電磁気学）電場の概念を説明でき，電気力線が描ける。
（量子論）光量子仮説によって光電効果を説明できる。
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| 3週 |
（電磁気学）ガウスの法則
（量子論）コンプトン効果 |
（電磁気学）ガウスの法則を書けて、内容を説明できる。
（量子論）コンプトン効果を説明できる。
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| 4週 |
（電磁気学）電位
（量子論）ボーアの原子模型1 |
（電磁気学）典型例について、電気力線と等電位面を描ける。
（量子論）ボーアの仮説を元に水素原子における電子軌道の式を導出することができる。
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| 5週 |
（電磁気学）静電容量
（量子論）ボーアの原子模型２ |
（電磁気学）平板キャパシターの静電容量の式を導出できる。
（量子論）ボーアの仮説をもとに水素原子における電子軌道と電子の波動関数を求めることができる。
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| 6週 |
（電磁気学）電場のエネルギー
（量子論）ドブロイ波長 |
（電磁気学）電場がエネルギーを持つことを説明でき、エネルギーを計算できる。
（量子論）物質波の考えを理解し、ドブロイ波長を計算することができる。
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| 7週 |
（電磁気学）ローレンツ力
（量子論）シュレディンガー方程式の構造 |
（電磁気学）磁場中を運動する荷電粒子の運動を説明できる。
（量子論）シュレディンガー方程式の構造を説明することができる。
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| 8週 |
（電磁気学）電流が磁場から受ける力
（量子論）波動関数の確率解釈 |
（電磁気学）ローレンツ力を用いて、電流が磁場から受ける力を説明できる。
（量子論）波動関数の解釈を説明することができ、規格化条件を用いた計算をすることができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
（電磁気学）電流のつくる磁場
（量子論）位置の期待値 |
（電磁気学）直線電流、円電流がつくる磁場を理解し、計算できる。
（量子論）波動関数が与えられたときに、位置の期待値を計算することができる。
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| 10週 |
（電磁気学）アンペールの法則
（量子論）無限に深い井戸型ポテンシャル１ |
（電磁気学）アンペールの法則を書けて、内容を説明できる。
（量子論）無限に深い井戸型ポテンシャル中の電子の波動関数とエネルギーを求めるための過程を計算することができる。
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| 11週 |
（電磁気学）電磁誘導
（量子論）無限に深い井戸型ポテンシャル２ |
（電磁気学）発電の原理を説明できる。
（量子論）無限に深い井戸型ポテンシャル中の電子の波動関数とエネルギーを求めることができる。
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| 12週 |
（電磁気学）相互誘導と自己誘導
（量子論）線形代数と量子論１ |
（電磁気学）コイルに働く起電力を説明できる。
（量子論）実数を成分にもつ行列について、その固有値・固有ベクトルを求めることができる。
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| 13週 |
（電磁気学）交流回路
（量子論）線形代数と量子論２ |
（電磁気学）交流回路を流れる電流が満たす方程式を書ける。
（量子論）複素成分をもつ行列に対して、固有値と固有ベクトルを求めることができる。
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| 14週 |
（電磁気学）磁場のエネルギー
（量子論）線形代数と量子論３ |
（電磁気学）コイルが持つエネルギーを理解し、計算できる。
（量子論）エルミート行列の特徴的な性質について説明することができる。
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| 15週 |
（電磁気学）マクスウェルの方程式（積分形）
（量子論）水素原子 |
（電磁気学）マクスウェルの方程式を書けて、内容を説明できる。
（量子論）水素原子中の電子の波動関数とエネルギー固有値を求めるための計算過程を説明することができる。
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| 16週 |
後期定期試験 |
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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 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 前1 |
| 直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | 前2 |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | 前4 |
| 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。 | 3 | 前2 |
| 自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前2 |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前4 |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前2 |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | 前2 |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前3 |
| 作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 前3 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | 前3 |
| 静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 3 | 前3 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 前7,前8 |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | 前9 |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | 前9 |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 前9 |
| 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5,前6 |
| 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5,前6 |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | 前5,前6 |
| 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5 |
| 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5 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前9,前10 |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | 前9,前10 |
| 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。 | 3 | 前9,前10 |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | 後1 |
| 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 | 後2 |
| 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 | 後2 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 後2 |
| 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1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12 |
| 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,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12 |
| 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 | |
| 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 | 前6,前7 |
| 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 | |
| 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 | 前4,前5 |
| 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 | 前10,前11 |
| 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 | 前8,前9 |