到達目標
(1) 微分積分を用いて、速度や加速度の表現ができ、計算で求められること
(2) 静電気に関係した現象を電界や電位といった空間の性質に関係づけて理解できること
(3) 電流に関係した現象を荷電粒子の運動と関係づけて理解できること
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 |
| 微分形の運動方程式 | ２次元以上の運動について，ベクトルを含む微分形の微分積分の数学的な意味を理解して物理学上の変位・運動方程式を立てることができ，次元ごとの運動の様子を定量的，定性的に理解できる | １次元の運動について，ベクトルを含む微分形の運動方程式を立てることができ，その運動の様子を定量的，定性的に理解できる | あらかじめ準備された運動方程式を，手続き的な解法でしか解くことができない |
| 静電気に関係した現象 | ガウスの法則から与えられた分布の電荷のつくる電界を求められる | クーロンの法則から点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる | クーロンの法則から点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができない |
| 定常電流に関係した現象 | 定常電流に関係した現象を荷電粒子の運動と関係づけて理解できる | オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる | オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができない |
学科の到達目標項目との関係
ディプロマポリシー DP2 ◎
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ディプロマポリシー DP3 〇
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地域志向 〇
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教育方法等
概要:
「応用物理IA、IB」は、2年生までの物理学の知識を確かなものとし、さらに発展させるとともに自然現象を数学的に表現し計算できることが学習の目標である。これまで一次元と二次元で取り扱ってきた物理学を、三次元に拡大するほか、荷電粒子の運動の観点から静電気、定常電流を取り扱えるようにする。
授業の進め方・方法:
「応用物理IA」と内容が連続した講義で、「エネルギー物理学Ⅱ」で学習した電気現象について微積分を用いて表現する。問題の演習は授業時間内だけでなく宿題としても行う。 また到達度を確認するための小テストを適宜行う予定である。
注意点:
２年生までの物理学の知識が確かなものであることが前提条件である。また、三角関数をはじめとした基礎数学、微分積分学、線形代数学の知識を道具として活用するため、これらの数学的手法が使いこなせることも必要である。演習問題は積極的に取り組み、復習に努めること。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
静電気力と静電界 |
静電気力と静電界を理解できる。
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| 2週 |
静電エネルギーと電位 |
静電エネルギーと電位を理解できる。
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| 3週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を理解できる。
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| 4週 |
導体とコンデンサー |
導体とコンデンサーを理解できる。
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| 5週 |
誘電体 |
誘電体を理解できる。
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| 6週 |
定常電流 |
定常電流を理解できる。
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| 7週 |
キルヒホッフの法則 |
キルヒホッフの法則を理解できる。
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| 8週 |
到達度試験
（答案返却とまとめ） |
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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 | 自然科学 | 物理 | 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4,後5 |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | 後2,後3 |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 後1 |
| クーロンの法則から、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 | 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6 |
| 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7 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 後7 |
評価割合
| 到達度試験 | 小テスト・レポート等 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |