力学総論

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 力学総論
科目番号 0013 科目区分 専門関連 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 産業技術システム工学専攻(エネルギーシステム工学コース)(機械)(R4年度から) 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「演習で学ぶ量子力学」小野寺嘉孝 著 裳華房
担当教員 小田 洋平,端野 克哉

到達目標

① 力学の古典論と量子論について理解する。
② 数学を道具として物理学の基本方程式の解き方を習得する。

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各授業項目の内容を理解し,応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
解析力学および量子力学の初歩を学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業の内容について講義した後,課題演習を行う。
この科目は学修単位科目のため,事後の学習としてレポート課題を課す。
期末試験では90分間の試験を実施する。
総合成績は,期末試験70%,レポート課題30%で評価し,60点以上を合格とする。
注意点:
レポート課題は提出期限を守ること。
本科で学んだ数学と物理を十分に復習してから授業に臨むこと。

授業の属性・履修上の区分

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

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ニュートンの運動方程式 速度,加速度
2週 ニュートンの運動方程式 単振動の運動方程式
3週 ポテンシャルとエネルギー保存則 ポテンシャル,力学的エネルギー保存則
4週 座標の変換 極座標,基準座標
5週 ラグランジュ方程式の導入 ラグランジアン,ラグランジュ方程式
6週 ラグランジュ方程式の応用 単振り子,連成振動
7週 最小作用の原理 ハミルトンの最小作用の原理
8週 前期量子論 古典力学の破綻,物質波
2ndQ
9週 不確定性関係 ハイゼンベルグの不確定性関係
10週 シュレーディンガー方程式 ハミルトニアン,波動関数
11週 自由粒子・箱の中の粒子 固有値,固有状態
12週 井戸型ポテンシャル中の粒子 井戸型ポテンシャル,境界条件
13週 粒子のトンネル効果 ポテンシャル障壁,反射率,透過率
14週 問題演習 期末試験に向けた問題演習
15週 期末試験の答案返却
16週

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

評価割合

期末試験レポート課題合計
総合評価割合7030100
基礎的能力7030100