概要:
物理現象を実体験として理解し，それを定性的，数式的にとらえる能力を養う．
科学的思考力を養うとともに，学ぶことの楽しさを実感してもらいたい．
３学年では２学年に履修した物理の中で扱った熱分野の続きである熱力学と，そのほかに電磁気学，微積分を用いた物理，現代物理を扱う．
前期前半：熱力学
前期後半：静電気力，電場，電位
後期前半：抵抗，コンデンサーとその回路
後期後半：微積分を用いた物理．現代物理への導入
【本科目は「半導体教育プログラム」に対応した科目である．】
授業の進め方・方法:
(i) 授業の方法
基本的な内容を解説した後，自分で演習問題を解くことにより，物理法則の理解が定着します．
分からないことは積極的に質問してください．
後期後半で扱う「微積分を用いた力学」に関しては，教科書ではなく講義資料を配布します．
演習や試験問題によっては関数電卓が必要です．
数値化，図示をする場合は約束事（授業で指示）をふまえた表現が必要です．
予習として教科書を熟読してください．
復習として授業中に解いた問題を自身で解きなおして下さい．
【前関連科目】物理（1年，2年）
【後関連科目】応用物理II（4年）
【事前に行う準備学習】講義の冒頭で予習・復習内容を説明する．
(ii) 成績評価
【成績評価】シラバスに定める評価割合に基づき100 点法で評点を算出し，「学業成績の試験・評価に関する内規」に従い，60 点以上を合格とする．
定期試験（4回）60％，ポートフォリオ（課題，小テストなど）40％の合計で評価する．
【中間評価】成績評価の評価割合に準ずる．
【 課題提出期限】課題ごとに指示する．
【 期限超過時】演習課題を受理し,課題の満点の6割以下の点数として評価に入れる．
【再試験評価】各四半期の再試験（課題等を含む）の結果がその期の評点を超えた場合には，60点を上限として対応した期の評点を再試験の点数で置き換え，成績評価に準じて再計算する．評点を60点とする．
【学年末再試験】各四半期の評点が60点に満たなかった範囲の再試験，課題等において得点率60%以上を合格とし，評点を60点とする．
注意点:
用語や記号を覚えてしまうことで，授業の内容の理解も早まります．
授業は，新しい概念を得るだけでなく，誤った概念や先入観を正す場です．
皆さんの楽しい雰囲気，活発な発言が内容を豊かにします．
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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 |
熱平衡，絶対温度などについて，原子や分子の運動に基づいて説明できる．
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| 2週 |
気体分子運動論 ，気体の内部エネルギー（「熱・波動」p.40-） |
気体分子の運動に基づいて，気体の圧力，温度を説明できる．理想気体の内部エネルギーを計算できる．
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| 3週 |
熱力学第1法則（p.52-） |
熱力学第1法則を用いて，気体のする仕事や内部エネルギー変化等を計算できる．
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| 4週 |
気体の状態変化（p.58-） |
定積変化，定圧変化，等温変化，断熱変化について，p-v図に表すことができる．
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| 5週 |
モル比熱（p.65-） |
モル比熱を計算できる．
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| 6週 |
熱機関 （p.70-） |
熱機関について理解し，熱効率を求めることができる．
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| 7週 |
エントロピー（p.76-） |
エントロピーについて，説明することができる．
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| 8週 |
前期中間試験：実施する |
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| 2ndQ |
| 9週 |
静電気力（1）（「電磁気・原子」p.10-） |
クーロンの法則が説明でき，電荷間にはたらく力を算出できる．
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| 10週 |
電場（1）（p.17-） |
電場の定義を知り，電場の強さを求めることができる．
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| 11週 |
電場（2） |
電気力線を図示できる．
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| 12週 |
電場（3）（p.24-） |
ガウスの法則を用いて対称性の高い電場を求めることができる．
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| 13週 |
電位（1）（p.30-） |
平行極板間の電位を求めることができる．
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| 14週 |
電位（2） |
点電荷周辺の電位を求めることができる．
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| 15週 |
電位（3） |
点電荷による位置エネルギーを算出できる．
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| 16週 |
前期期末試験：実施する |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
コンデンサー（1）（p.48-） |
コンデンサーの電気容量を算出できる．
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| 2週 |
コンデンサー（2） |
コンデンサーに蓄えられるエネルギーを算出できる．
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| 3週 |
コンデンサー（3） |
コンデンサーの直列・並列接続時の合成容量を算出できる．
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| 4週 |
自由電子の運動とオームの法則（p.63-） |
電荷の等速度運動から導電率や電力を求めることがで
きる．抵抗率を用いて電気抵抗を求めることができる．
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| 5週 |
オームの法則 |
直列，並列の合成抵抗を求めることができる．
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| 6週 |
直流回路（1）（p.75-） |
ジュール熱，電力を算出できる．
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| 7週 |
直流回路（2）（p.82-） |
キルヒホッフの法則を用いて抵抗回路の計算ができる．
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| 8週 |
後期中間試験：実施する |
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| 4thQ |
| 9週 |
微積分を用いた位置，速度，加速度 |
微積分を用いて物体の位置，速度，加速度を求めることができる．
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| 10週 |
古典論と量子論の違い |
古典論と量子論の違いについて，定性的に理解できる．
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| 11週 |
光電効果，原子核崩壊 |
光電効果による電子のエネルギー，原子核崩壊による質量欠損などを計算できる．
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| 12週 |
微積分を用いた仕事と力学的エネルギー |
力を積分することで仕事，位置エネルギーを求めることができる．
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| 13週 |
微積分を用いた運動方程式 (1) |
微分方程式の形で運動方程式を立てることができる
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| 14週 |
微積分を用いた運動方程式 (2) |
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．
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| 15週 |
演習
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微積分を用いた力学に関する問題を解くことができる．
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| 16週 |
後期期末試験:実施する |
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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 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 後9,後13,後14,後15 |
| 平均の速度、平均の加速度に関する計算ができる。 | 3 | 後9 |
| 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 | 後9,後13,後14,後15 |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算できる。 | 3 | 後9,後13,後14,後15 |
| 自由落下及び鉛直投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 後13,後14,後15 |
| 水平投射及び斜方投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 後13,後14,後15 |
| 運動の三法則について説明できる。 | 3 | 後13,後14 |
| 運動方程式を用いて、物体に生じる加速度や物体にはたらく力などを求めることができる。 | 3 | 後13,後14,後15 |
| 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 | 後14,後15 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後12 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後12 |
| 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1,前2 |
| 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1 |
| 物体の熱容量と比熱に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 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、体積を求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 理想気体における分子の運動エネルギーと内部エネルギーの関係について説明できる。 | 3 | 前2 |
| 熱力学第一法則を用いて、気体の状態変化（定積変化、定圧変化、等温変化、断熱変化）に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 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3 |
| 不可逆変化について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 前7 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 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4 |
| クーロンの法則を用いて、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9 |
| 電場、電位について説明でき、点電荷や単純な形状の帯電体の周りに作られる電場や電位に関する計算ができる。 | 3 | 前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| コンデンサの性質を理解し、電気容量などを求めることができる。 | 3 | 後1,後2,後3 |
| オームの法則やキルヒホッフの法則を用いて、電圧、電流、抵抗を求めることができる。 | 3 | 後4,後5,後6,後7 |
| 抵抗を直列接続及び並列接続したときの合成抵抗を求めることができる。 | 3 | 後6,後7 |
| ジュール熱や電力に関する計算ができる。 | 3 | 後6 |