応用物理ⅡB

科目基礎情報

学校	群馬工業高等専門学校	開講年度	令和08年度 (2026年度)
授業科目	応用物理ⅡB
科目番号	4K031	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	物質工学科	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	長岡洋介 『振動と波』 （裳華房）
担当教員	大嶋 一人,五十嵐 睦夫

到達目標

□ 単振動・減衰振動・強制振動について，現象を定量的に解析できる。
□ 多粒子系の連成振動について，基準振動を求め，現象を定量的に解析できる。
□ 複雑な振動現象を，Fourier解析を用いて解析することができる。
□ さまざまな波動現象を，波動方程式とその解に基づいて定量的に議論できる。

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	単振動・減衰振動・強制振動の運動方程式を解き，諸性質を導くことができる。それらを実際の物理現象の解析に応用することができる。	単振動・減衰振動・強制振動の運動方程式を解き，諸性質を導くことができる。	単振動・減衰振動・強制振動の運動方程式を解き，諸性質を導くことができない。
評価項目2	多粒子系の連成振動について，運動方程式を解き，基準振動を求めることができる。それらを実際の物理現象の解析に応用することができる。	多粒子系の連成振動について，運動方程式を解き，基準振動を求めることができる。	多粒子系の連成振動について，運動方程式を解き，基準振動を求めることができない。
評価項目3	Fourier解析を用いて振動現象を解析することができる。	簡単な場合に，Fourier解析を用いて振動現象を解析することができる。	Fourier解析を用いて振動現象を解析することができない。
評価項目4	波動方程式を解き，波動の諸性質を導くことができる。それらを実際の物理現象の解析に応用することができる。	波動方程式を解き，波動の諸性質を導くことができる。	波動方程式を解き，波動の諸性質を導くことができない。

教育方法等

概要:

理工系の分野を問わず広く現れる振動・波動現象について，横断的・統一的に基本的な理論を学習する。

授業の進め方・方法:

講義形式で行う。

注意点:

1〜3年次の物理・数学科目の内容を前提とする。予習については特に指示しないが，講義内容をよく復習し問題演習を積むこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	単振動	単振動の方程式から解を導き，その諸性質を議論できる。
		2週	減衰振動	減衰振動の解から，その諸性質を議論できる。
		3週	強制振動	強制振動の解から，その諸性質を議論できる。
		4週	多粒子系の振動 (1)	2粒子系の連成振動について，運動方程式を立てて解くことができる。
		5週	多粒子系の振動 (2)	基準振動について説明できる。
		6週	多粒子系の振動 (3)	3粒子系の連成振動が議論できる。
		7週	多粒子系の振動 (4)	一般のN粒子系の連成振動が議論できる。
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	連続体の振動 (1)	連続体振動の運動方程式を導くことができる。
		10週	連続体の振動 (2)	基準振動の重ね合わせによって，連続体振動の運動方程式を解くことができる。
		11週	1次元の波 (1)	波動方程式とその解について説明できる。
		12週	1次元の波 (2)	波のエネルギー，反射と透過を定量的に議論できる。
		13週	1次元の波 (3)	分散関係について説明できる。うなりと群速度を定量的に議論できる。
		14週	2, 3次元の波	平面波と波数ベクトルについて説明できる。干渉・回折を定量的に議論できる。
		15週	非線形波動	非線形波動について説明できる。
		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
基礎的能力	自然科学	物理	力学	力の合成と分解をすることができる。	3
				フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。	3
				運動方程式を用いた計算ができる。	3
				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
				弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。	3
				力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。	3
				周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。	3
				単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。	3
				等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。	3

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	80	0	0	0	0	20	100
専門的能力	0	0	0	0	0	0	0
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0