電子基礎工学

(1)粒子性、波動性を理解する
(2) 量子力学とエネルギー順位の関係について理解する
(3）エネルギーバンドを理解し応用できる。
(4）簡単な半導体回路を理解し利用できる。

	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	粒子性、波動性を理解し、シュレーディンガー方程式を理解する	粒子性、波動性を理解する	粒子性と波動性の2面生を理解できない
評価項目2	井戸型ポテンシャルや水素原子のエネルギー順位が理解できる	量子力学とエネルギー順位の関係について理解する	エネルギー順位の存在が理解できない
評価項目3	エネルギーバンドと半導体素子の関係が理解し利用できる。	エネルギーバンドを理解し応用できる。	エネルギーバンドが理解できない

概要:

舶用機関学の分野に精通し、研究状況や技術動向を把握するために、欠くことのできない半導体デバイスの基礎原理について学習する。

授業の進め方・方法:

講義形式で実施する

注意点:

（１）約10回の小テストを行うので、必ず自宅で復習をすること
（２）半導体デバイスは船舶のみならずあらゆる場所で利用されており、日頃から目を向けること

アクティブラーニング	ICT 利用	遠隔授業対応	実務経験のある教員による授業

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	波動性、粒子性	波動の基礎知識　光の干渉　回折を理解する
		2週	波動性、粒子性	光電効果　と　光量子を理解する
		3週	波動性、粒子性	粒子の波動性　波動のエネルギー運動量を理解する
		4週	原子の構造	原子と周期律表の関係を理解する
		5週	原子の構造	原子スペクトル　ラザフォードの実験について学習する
		6週	量子化	ボーアの原子モデルについて理解する
		7週	量子化	エネルギー順位について理解する
		8週	シュレーディンガー方程式	シュレーディンガー方程式について学習する
	2ndQ
		9週	シュレーディンガー方程式	井戸型ポテンシャルによるエネルギー順位の存在及びステップ障壁とトンネル効果について理解する
		10週	シュレーディンガー方程式	水素原子とシュレーディンガー方程式の関係を理解する
		11週	シュレーディンガー方程式	角運動量量子数と磁気量子数の関係を理解する
		12週	電子スピンと統計	電子スピンとパウリの排他原理の関係を理解する
		13週	半導体	エネルギーバンドとPN 半導体及び結晶構造について理解する。
		14週	半導体	半導体回路とPN半導体の関係を理解し回路に応用できる。
		15週	学年末試験
		16週	答案返却・解説

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	物体の運動エネルギーに関する計算ができる。	3	前2,前3
				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。	2	前2,前3,前5,前7,前9,前12
				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2,前3
				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8
				角運動量を求めることができる。	3	前10,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1
				横波と縦波の違いについて説明できる。	1	前1
				波の重ね合わせの原理について説明できる。	1	前1
				波の独立性について説明できる。	2	前1
				定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。	1	前1
				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。	2	前1
				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。	2	前1,前8
				共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。	1	前1,前8
				自然光と偏光の違いについて説明できる。	2	前1
			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	前4,前5,前6,前10,前13,前14