概要:
(波動分野)波の伝わり方と種類、重ね合わせの原理と波の干渉、反射、屈折、回折、音波、光波について学ぶ。
(電機分野)電荷、電流の基礎知識について学ぶ
授業の進め方・方法:
1.授業方法は講義と演習を組み合わせて行う。また、必要に応じて実験等を行う。
2.理解度を確認のため、各単元ごとに演習問題を課題として出し、レポートの提出を求める。
注意点:
・4回[前期中間、前期末、後期中間、後期末]の定期試験(80%)とレポート(20%)により評価を行う。適宜追加課題を課し、加点することがある。
・自宅での自学自習を必ず行うこと。授業ノートと教科書を読み内容を理解した上で、課題(問題集)の問題を解くこと。
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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(シラバス説明)、波の要素,波の基本式 |
波の波長、周期、振動数、速さについて説明できる
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2週 |
縦波と横波 |
横波と縦波の違いについて説明できる
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3週 |
重ね合わせの原理、定常波と反射波の位相 |
波の重ね合わせの原理、波の独立性を理解し、定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を理解する
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4週 |
平面波の干渉 |
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について説明できる
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5週 |
ホイヘンスの原理、反射の法則、屈折の法則 |
ホイヘンスの原理を理解し、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
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6週 |
ドップラー効果 |
ドップラー効果を理解する
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7週 |
正弦波の数学的表現 |
正弦波の数学的表現を理解する
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8週 |
前期中間試験 |
これまでの範囲を理解する
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2ndQ |
9週 |
答案返却と説明、音の3要素 |
音の3要素について 理解する
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10週 |
音の干渉、うなり |
音の干渉、うなりの現象を理解する
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11週 |
弦の固有振動、気柱共鳴 |
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、気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる
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12週 |
音のドップラー効果 |
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる
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13週 |
光の進み方、反射・屈折の法則 |
光の反射角、屈折角に関する計算ができる
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14週 |
光の干渉 |
光の干渉について理解する
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15週 |
光波の性質 |
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを理解している
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16週 |
前期定期試験 |
これまでの範囲を理解する
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後期 |
3rdQ |
1週 |
答案返却と解説、静電気現象 |
静電気現象について理解する
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2週 |
静電気力、電荷保存則 |
クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる
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3週 |
電場の定義、点電荷の周りの電場と合成 |
電場の定義を理解し、点電荷のまわりの電場が計算できる
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4週 |
電気力線、ガウスの法則 |
電気力線、ガウスの法則を理解する
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5週 |
面電荷の周りの電場 |
ガウスの法則を用いて、面電荷の周りの電場を計算できる
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6週 |
電位、電圧、等電位面 |
電位について理解する
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7週 |
点電荷の周りの電位、電場と電位の関係 |
点電荷のまわりの電位が計算できる
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8週 |
後期中間試験 |
これまでの範囲を理解する
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4thQ |
9週 |
答案返却と説明、電場中の物体 |
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
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10週 |
コンデンサーの基本式、電気容量 |
コンデンサーの基本式を理解する
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11週 |
コンデンサーの接続、コンデンサーのエネルギー |
コンデンサーを直列、並列接続したときの合成容量の値を求めることができる
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12週 |
電流、オームの法則、電子の運動と電流の強さ |
オームの法則を説明し、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる
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13週 |
抵抗の接続 |
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
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14週 |
キルヒホッフの法則① |
キルヒホッフの法則を理解する
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15週 |
キルヒホッフの法則② |
キルヒホッフの法則を理解する
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16週 |
後期定期試験 |
これまでの範囲を理解する
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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 | 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 | 後16 |
横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | |
波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | |
波の独立性について説明できる。 | 3 | |
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 3 | |
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 3 | |
ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | 前5 |
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。 | 3 | 前5 |
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。 | 3 | 前11 |
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。 | 3 | 前11 |
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | |
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。 | 3 | 前12 |
自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | |
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | 前12 |
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 3 | 前14 |
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7 |
電場・電位について説明できる。 | 3 | |
クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
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 | |
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11 |
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13 |
ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 3 | |
安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | |
有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |