□ 熱力学第一法則を様々な過程に応用することができる.
□ 正弦波の式について理解し, 図示することができる.
□ 波の重ね合わせについて理解し, それを用いて音波の共鳴や光波の干渉現象を説明することができる.
□ 電場・電位とは何かについて理解し, 点電荷が作る電場と電位を求めることができる.
概要:
高校物理教科書に則して, 熱力学, 波動, 静電場の電磁気学について講義する.
授業の進め方・方法:
座学, 演示実験など
注意点:
様々な学問の中で, 物理学はその修得に著しい困難を感じる学生が特に多い学問です. 復習を中心に, 日頃から地道に学習に努めて下さい. また一人では解決できそうにない疑問点を, 納得できないまま何日も放置しないようにしましょう. このような疑問点は決して一人で抱え込んだりせず, 先生や物理の得意な級友に, その都度早め早めに質問して教えてもらうことを強くお勧めします.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
熱と物質 (問題集単元11) |
熱と熱量, 仕事について説明できる. 熱容量と比熱に関する計算ができる. 物質の三態について説明できる. 熱量の保存, 固体の膨張に関する計算ができる.
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2週 |
気体のエネルギーと状態変化(1) (問題集単元12) |
気体の法則について説明できる. 気体の状態方程式に関する計算ができる.
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3週 |
気体のエネルギーと状態変化(2) (問題集単元13) |
気体の分子運動について説明できる.
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4週 |
気体のエネルギーと状態変化(3) (問題集単元13) |
熱力学の第一法則について理解し, 気体の状態変化に関する計算と説明ができる.
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5週 |
波(1) (問題集単元14, 15) |
縦波と横波について説明できる. 波の伝わり方, 重ね合わせについて説明できる.
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6週 |
波(2) (問題集単元14, 15) |
波の反射について説明できる.
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7週 |
波(3) (問題集単元16) |
平面上の波の干渉と回折, 反射と屈折について説明できる.
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8週 |
中間試験 |
第1週-第7週の講義内容に関する試験
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2ndQ |
9週 |
音(1) (問題集単元17) |
音波の性質について説明できる. 共振と共鳴について説明できる.
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10週 |
音(2) (問題集単元18) |
ドップラー効果に関する計算と説明ができる.
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11週 |
光(1) (問題集単元19) |
光の性質と進み方について説明できる. レンズ・鏡による像を作図し, 説明できる.
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12週 |
光(2) (問題集単元20) |
光の回折と干渉について説明できる.
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13週 |
静電場(1) (問題集単元21) |
電荷と電気力に関する計算と説明ができる.
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14週 |
静電場(2) (問題集単元21) |
電場・電位に関する計算と説明ができる.
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15週 |
定期試験答案返却 |
答案返却・まとめ
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16週 |
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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 | 熱 | 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 3 | |
時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。 | 3 | |
熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | |
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | |
動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。 | 3 | |
ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 3 | |
気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | |
熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | |
エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。 | 3 | |
熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
電場・電位について説明できる。 | 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 | |
熱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 | |
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 | |