物理学IIAで扱った円運動及び単振動をもとに、波動の性質・波の伝わり方・反射と屈折・干渉について一次元的、二次元的に説明できるようにする。また、波動の一種である音や光について、楽器や回折・干渉といった現象を解析できるようにする。
概要:
中間試験までに「波動の基礎」として、波の基本性質、一次元的な波の広がり、二次元的な波の広がりについて学ぶ。中間試験以降、波動現象の例として「音」及び「光」を扱い、定量的な計算ができるようにする。
授業の進め方・方法:
講義・演習を組み合わせた授業を行う。「自ら学ぶ」力を得られるよう積極的に授業に参加してもらいたい。
授業ではできる限り演示実験や動画等を使って感覚的にも理解できる授業を目指すが、各自が普段の生活の中でみられる現象を思い出したり、さまざまな条件下での現象を思い浮かべる「想像力」を発揮してもらいたい。
注意点:
・物理学IIAに引き続き、プリントを多く使用する。そのためA4サイズのプリントを挟むZファイルを用意してもらいたい。
・授業外での物理学IIに関する勉強を1冊のノートに行うようにする。そのため自習ノート(B5)を用意してもらいたい(物理学IIAの続きでよい)。
・コンパス、三角定規(2枚)を使用する。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
波の概念 |
波に関する基本的な用語を説明することができる。波の発生と進み方を図示し、波長や周期を計算できる。
|
2週 |
波の種類と媒質の関係 波の基本式 |
縦波と横波の違いを説明できる。波の種類と媒質のい関係を説明できる。任意の時刻、任意の場所における変位を計算できる。
|
3週 |
波の合成と重ね合わせの原理 定常波 |
波の合成を作図することができる。 定常波の性質を説明することができる。
|
4週 |
自由端反射と固定端反射 |
自由端反射の様子を作図することができる。固定端反射の様子を作図することができる。
|
5週 |
波の干渉とその条件式 |
干渉の条件式を使って、指定された点が弱め合うか強め合うかを判定でき、その点の変位を求めることができる。
|
6週 |
平面波の屈折と反射 |
平面波の特徴を説明できる。 平面波の屈折と反射について射線と波面を作図できる。
|
7週 |
音の基本特性 うなり |
音の基本的な性質を言葉で説明できる。一秒間あたりのうなりの回数を計算できる。
|
8週 |
中間試験 |
後期中間試験までに学習した内容の基本問題を解くことができる。
|
4thQ |
9週 |
試験返却と解説 弦の振動 |
弦を伝わる波の速さを計算できる。 弦から生じる基本振動数、倍音の振動数を計算できる。
|
10週 |
気柱共鳴 |
閉管、開管から生じる基本振動数、倍音の振動数を計算できる。開口端補正を計算できる。
|
11週 |
ドップラー効果 |
ドップラー効果の原理を理解できる。 ドップラー効果の式を用いて振動数を計算できる。
|
12週 |
光の基本特性 |
光の基本的な性質や用語を理解し、言葉で説明することができる。 スネルの法則を使って屈折波の諸量を計算できる。
|
13週 |
凸レンズと凹レンズ |
凸レンズ、凹レンズによる光の進み方を図示することができる。写像公式を使って焦点距離や像までの距離を計算できる。
|
14週 |
光の回折と干渉 |
ヤングの実験について条件式を用いてスリット幅や光源の波長を計算できる。
|
15週 |
試験返却と解説 |
後期期末試験の返却と解説を行う。
|
16週 |
|
|
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 | 数学 | 数学 | 数学 | ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。 | 3 | |
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。 | 3 | |
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。 | 3 | |
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。 | 3 | |
空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる(必要に応じてベクトル方程式も扱う)。 | 3 | |
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。 | 3 | |
逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。 | 3 | |
行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。 | 3 | |
線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。 | 3 | |
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。 | 3 | |
平面内の回転に対応する線形変換を表す行列を求めることができる。 | 3 | |
人文・社会科学 | 国語 | 国語 | 論理的な文章(論説や評論)の構成や展開を的確にとらえ、要約できる。 | 3 | |
論理的な文章(論説や評論)に表された考えに対して、その論拠の妥当性の判断を踏まえて自分の意見を述べることができる。 | 3 | |
文学的な文章(小説や随筆)に描かれた人物やものの見方を表現に即して読み取り、自分の意見を述べることができる。 | 3 | |
常用漢字の音訓を正しく使える。主な常用漢字が書ける。 | 3 | |
類義語・対義語を思考や表現に活用できる。 | 3 | |
社会生活で使われている故事成語・慣用句の意味や内容を説明できる。 | 3 | |
専門の分野に関する用語を思考や表現に活用できる。 | 3 | |
実用的な文章(手紙・メール)を、相手や目的に応じた体裁や語句を用いて作成できる。 | 3 | |
報告・論文の目的に応じて、印刷物、インターネットから適切な情報を収集できる。 | 3 | |
収集した情報を分析し、目的に応じて整理できる。 | 3 | |
報告・論文を、整理した情報を基にして、主張が効果的に伝わるように論理の構成や展開を工夫し、作成することができる。 | 3 | |
作成した報告・論文の内容および自分の思いや考えを、的確に口頭発表することができる。 | 3 | |
課題に応じ、根拠に基づいて議論できる。 | 3 | |
相手の立場や考えを尊重しつつ、議論を通して集団としての思いや考えをまとめることができる。 | 3 | |
新たな発想や他者の視点の理解に努め、自分の思いや考えを整理するための手法を実践できる。 | 3 | |