到達目標
評価項目1：電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。
評価項目2：エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。
評価項目3：原子の構造を説明できる。
評価項目4：パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。
評価項目5：結晶、エネルギーバンドの形成を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。
評価項目6：真性半導体と不純物半導体を説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安(優) | 標準的な到達レベルの目安(良) | 未到達レベルの目安(不可) |
| 評価項目1 | 電界や磁界中の電子の運動を運動方程式を用いて求めることができる。 | 電界や磁界中の電子の運動を力学と電磁気学の公式を用いて説明できる。 | 電界や磁界中の電子の運動を古典力学を用いて説明できない。 |
| 評価項目2 | エレクトロンボルトの定義を説明でき、単位換算等の計算ができる | エレクトロンボルトの定義を説明でき、単位換算等の計算に必要な式を記述できる。 | エレクトロンボルトの定義や、単位換算等の計算に必要な式を記述できない。 |
| 評価項目3 | 原子の構造を説明できる。 | 原子の構造を述べることができる。 | 原子の構造を説明できない。 |
| 評価項目4 | パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | パウリの排他律を理解し、原子の電子配置について述べることができる。 | パウリの排他律を理解し、原子の電子配置について述べることができない。 |
| 評価項目5 | 結晶、エネルギーバンドの形成を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 結晶、エネルギーバンドの形成を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を描ける。 | 金属と絶縁体のエネルギーバンド図を描けない。 |
| 評価項目6 | 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 真性半導体と不純物半導体について述べることができる。 | 真性半導体と不純物半導体について述べることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程(R5までのDP) R5までDP_1 科学技術の基礎知識・応用力の修得・活用
準学士課程(R5までのDP) R5までDP_4 制御・電気電子・機械・情報等基礎工学の知識習得・応用
教育方法等
概要:
電子工学Ⅰでは、電子の性質、原子の構造、固体の構造についての学習を行う。
授業の進め方・方法:
本講義はスライド資料を中心として進め、授業後半にて演習課題を配布する。
講義に用いた資料は授業後に共有を行うため、授業ノートの作成や復習の際の参考に用いること。
【評価方法】中間試験（40％）、定期試験（40％）、課題（20％）で評価する。
注意点:
演習課題は評価影響するため、必ず提出をすること。
授業中は適宜質問を受け付ける場を設けるが、不明な箇所があれば教員室へ訪問すれば対応が可能。
Minecrosoft teamsでの質問も受け付ける。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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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 |
授業の目標や進め方、成績評価の方法について確認する。
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| 2週 |
電子の性質① |
電磁界中の電子の運動について理解し、数式を用いて記述できる。
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| 3週 |
電子の性質① |
光電効果と物質波について、その効果や数式を記述できる。真空中の電子の特性を用いた例を挙げることができる。
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| 4週 |
電子のエネルギー |
エレクトロンボルトの定義を理解し、電子のエネルギ
ーをエレクトロンボルトを用いて記述することができ
る。
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| 5週 |
原子の構造① |
ボーアのモデルを理解し、それに基づいて電子の軌道
とエネルギーを数式を用いて記述することができる。
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| 6週 |
原子の構造② |
量子数を理解し、パウリの排他的原理に基づいて原子
中の電子配置を説明することができる。
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| 7週 |
演習 |
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験返却・解説、固体中の電子① |
一般的な波動方程式を記述でき、それに基づいてシュ
レディンガーの波動方程式を導くことができる。
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| 10週 |
固体中の電子② |
ゾンマーフェルトのモデルを理解し、それに基づいて
金属中の１つの電子のエネルギーを数式を用いて記述
することができる。
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| 11週 |
固体のエネルギーバンド① |
半導体、絶縁体および金属のエネルギーバンドの成り
立ちを理解し、それを説明することができる。
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| 12週 |
固体のエネルギーバンド① |
エネルギーバンドにおけるキャリアの振る舞いを理解
し、それを説明することができる。
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| 13週 |
固体のエネルギーバンド① |
不純物半導体を理解し、真性半導体とのエネルギー
バンドの違いを説明することができる。
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| 14週 |
演習 |
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| 15週 |
前期末試験 |
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| 16週 |
前期末試験返却・解説 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 3 | 前4 |
| 原子の構造を説明できる。 | 3 | 前5 |
| パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 3 | 前6 |
| 結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 3 | 前9,前10,前11 |
| 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 3 | 前11,前12,前13 |
評価割合
| 中間試験 | 定期試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 評価項目１、２、３、４ | 40 | 0 | 10 | 50 |
| 評価項目５、６ | 0 | 40 | 10 | 50 |