応用物理

科目基礎情報

学校	仙台高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	応用物理
科目番号	0143	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	建築デザイン学科	対象学年	3
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	前期　書名：　物理　　出版社：　東京書籍　　　後期　書名：応用物理実験指針書　出版社：共同印刷
担当教員	野本 俊夫,西嶋 雅彦

到達目標

物理学の学習を通じて、自然現象を系統的、論理的に考えていく能力を養い、広く自然の諸現象を科学的に解明するための物理的な見方、考え方を身に付ることが目的である。さらに物理学は工学を学ぶための極めて重要な基礎であり、多くの分野において科学技術の発展に欠かせない知識であることを認識することが目的である

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	学習内容を十分に理解 し、知識として身に着 けている。	学習内容を概ね理解し 、基本的な知識が定着 している。	左の基準に達していな い。
評価項目2	授業の度に理解を深め 、それ以上の発展問題 に積極的に取り組み、 関心を深めている。	基礎的な問題に主体的 に取り組み、関心を高 めている。	左の基準に達していな い。
評価項目3	定義・法則などから数 学的な規則性を正しく 導くことができ、発展 的な問題に対処するこ とができる。	定義・法則などを理解 し、それを利用すると ころまで導くことがで きる。	左の基準に達していな い。

教育方法等

概要:

物理学の学習を通じて、自然現象を系統的、論理的に考えていく能力を養い、広く自然の諸現象を科学的に解明するための物理的な見方、考え方を身に付ることが目的である。さらに物理学は工学を学ぶための極めて重要な基礎であり、多くの分野において科学技術の発展に欠かせない知識であることを認識することが目的である。

授業の進め方・方法:

本授業は前期の講義と後期の実験からなる。前期の講義は、高等学校の物理Ⅱに対応する円運動、万有引力、気体と熱、電界・磁界の基礎を学習する。後期の実験では、物理実験を通して、測定結果の解析法やレポートの書き方について学ぶ。後期の実験では11班に分かれ、班毎に順番に各テーマの実験を行う。
前期は、シラバスおよび教科書を参考にした次回の講義内容の予習や、前回の講義内容に関する教科書や問題集の問に取り組みながら復習を行う。また、後期は次回の実験内容に関する実験指針
書をよく読み、関連する分野の予習や実験指針書にある課題に取り組みながら、関連する分野の調査と整理によって復習を行う。

注意点:

本科目は、準学士課程1,2年で学んだ物理を基礎としているため、十分物理を復習しておくことが、大切である。前後期を通じて、適時電卓を使用するため、各自準備しておくこと。講義では演習問題にも積極的に取り組み、実験では事前に指針書を読み、各自グラフ用紙を準備のこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	1.円運動	速度、加速度、角速度、振動数を計算できる。 向心力と遠心力、慣性力を計算できる。
		2週	1.円運動	速度、加速度、角速度、振動数を計算できる。 向心力と遠心力、慣性力を計算できる。
		3週	2.単振動	単振動の変位と速度と加速度、復元力を計算できる。 バネ振り子、単振り子を理解できる。
		4週	3.万有引力	万有引力、ケプラーの法則を理解し計算できる。
		5週	4.電界と電位	クーロンの法則、電界、電気力線を理解し計算できる。 電位、電界と電位の関係を理解できる。
		6週	4.電界と電位	クーロンの法則、電界、電気力線を理解し計算できる。 電位、電界と電位の関係を理解できる。
		7週	5.電流と磁界	磁気に関するクーロンの法則、磁界を理解し計算できる。 直流電流と円形電流がつくる磁界を理解し計算できる。 ソレノイドがつくる磁界、磁束密度を理解し計算できる。
		8週	5.電流と磁界	磁気に関するクーロンの法則、磁界を理解し計算できる。 直流電流と円形電流がつくる磁界を理解し計算できる。 ソレノイドがつくる磁界、磁束密度を理解し計算できる。
	2ndQ
		9週	5.電流と磁界	磁気に関するクーロンの法則、磁界を理解し計算できる。 直流電流と円形電流がつくる磁界を理解し計算できる。 ソレノイドがつくる磁界、磁束密度を理解し計算できる。
		10週	6.気体の分子運動	圧力、ボイル・シャルルの法則を理解し計算できる。
		11週	6.気体の分子運動	圧力、ボイル・シャルルの法則を理解し計算できる。
		12週	7.気体の内部エネルギー	状態方程式、分子の熱運動と絶対温度を理解し計算できる。
		13週	8.状態変化と熱・仕事	気体がする仕事、熱力学の法則を理解し計算できる。 状態変化と熱・仕事、気体のモル比熱を理解し計算できる。 電子線の偏向と回折について理解できる。
		14週	9.電子と原子	電子線の偏向と回折について理解できる。
		15週	9.電子と原子	電子線の偏向と回折について理解できる。
		16週	前期期末試験
後期
	3rdQ
		1週	前期の総復習	応用物理実験のため、前期の講義で足りないところを補う。
		2週	前期の総復習	応用物理実験のため、前期の講義で足りないところを補う。
		3週	前期の総復習	応用物理実験のため、前期の講義で足りないところを補う。
		4週	実験の説明	実験上の注意事項、レポート作成の基本を理解できる。
		5週	1. 写真技術Ⅰ	ピント、露出、シャッター・スピードを説明できる。
		6週	2. 写真技術Ⅱ	焼付け、プリントができる。
		7週	3. β崩壊	放射線の測定ができる。
		8週	4. β崩壊	放射線の測定結果をレポートにまとめることができる。
	4thQ
		9週	5. 電子線の偏向・回折	電子線の偏向と回折の測定ができる。
		10週	6. 電子線の偏向・回折	電子線の偏向と回折の測定結果をレポートにまとめることができる。
		11週	7. パソコンによる電磁現象の計測実験	パソコンを使用した電磁現象の測定ができる。
		12週	8. パソコンによる電磁現象の計測実験	パソコンを使用した電磁現象の測定結果をレポートにまとめることができる。
		13週	9. レーザー実験	ヤングの実験からレーザー光の波長を求めることができる。
		14週	10. オシロスコープ	オシロスコープの基本的な使用方法を理解できる。
		15週	11. バネ振り子振動	バネ振り子の振動実験から固有振動と共鳴振動を理解できる。
		16週	レポートの作成	各実験結果をレポートにまとめることができる。

評価割合

	試験	レポート	合計
総合評価割合	50	50	100
基礎的能力	25	25	50
専門的能力	25	25	50