応用物理特論

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 応用物理特論
科目番号 0003 科目区分 専門 / 必修選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 環境建設工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 参考図書:放射線概論 飯田博美編(閲覧希望者は担当教員まで申し出ること)
担当教員 高谷 博史

到達目標

・ 特殊相対性理論、前期量子論、原子、原子核の構造を理解し説明できる。
・ 放射性壊変、核反応について説明できる。
・ 荷電粒子、光子、中性子と物質との相互作用について理解し説明できる。
・ 様々な放射線検出器の原理を理解し、説明できる。
・ 計数値の統計について理解し、誤差も含めて測定値の評価ができる。
・ 放射線の人体に対する影響の外観を理解できる。
・ 放射線防護の基本について理解できる。

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放射線物理学の基本的な部分を説明し、問題を解くことが出来る。放射線物理学の基本的な部分を説明出来る。放射線物理学の基本的な部分を説明出来ない。
評価項目2放射線計測や測定器の基本的な部分を説明し、問題を解くことが出来る。放射線計測や測定器の基本的な部分を説明出来る。放射線計測や測定器の基本的な部分を説明出来ない。
評価項目3放射線の人体に対する影響や放射線防護の基本的な部分を説明し、問題を解くことが出来る。放射線の人体に対する影響や放射線防護の基本的な部分を説明出来る。放射線の人体に対する影響や放射線防護の基本的な部分を説明出来ない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
放射線物理学を中心に、放射線についての基本的なことについて学ぶ。本講義の内容は、第2種放射線取扱主任者免許状を取得するための放射線取扱主任者試験の筆記試験に出題される、放射線物理学、管理測定分野に対応している。この分野における基本的な問題が解けるようになることを目標とする。
授業の進め方・方法:
授業は、資料プリントを用いた講義形式が中心となるが、放射線測定のテーマでは実際に測定器を用いた実験も行う。各回では最後に基本的な演習問題を解く。
注意点:
放射線は目に見えないが、常に現象をイメージすること。放射線取扱い主任者第2種試験の放射線物理および測定技術の内容に対応しているので、将来を見据え正しい放射線の知識を身に着けるように取り組み、わからないことは随時質問に来ること。
授業90分に対して補助教科書や配布プリントを活用して90分以上の予習・復習を行うこと.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 特殊相対性理論、前期量子論 粒子・光子の運動量・エネルギー 物質波 単位について理解し、基本的な問題が解ける。
2週 原子、原子核の構造1 原子模型 励起と電離 結合エネルギーについて理解し、基本的な問題が解ける。
3週 原子、原子核の構造2 原子模型 励起と電離 結合エネルギーについて理解し、基本的な問題が解ける。
4週 放射性壊変、核反応1 α線 β線 γ線 エネルギー準位について理解し、基本的な問題が解ける。
5週 放射性壊変、核反応2 反応断面積 放射性核種について理解し、基本的な問題が解ける。
6週 放射性壊変、核反応3 放射化について理解し、基本的な問題が解ける。
7週 放射線と物質の相互作用1 電子 重荷電粒子と物質の相互作用について理解し、基本的な問題が解ける。
8週 放射線と物質の相互作用2 光子と物質の相互作用について理解し、基本的な問題が解ける。
2ndQ
9週 放射線と物質の相互作用3 光子・中性子と物質の相互作用について理解し、基本的な問題が解ける。
10週 放射線検出器1 気体の検出器について理解し、基本的な問題が解ける。
11週 放射線検出器2 固体の検出器について理解し、基本的な問題が解ける。
12週 放射線計測、計数値の統計 放射線計測の仕組みを理解し、基本的な計数値の統計処理ができる。
13週 放射線生物学1 放射線の人体に対する影響の外観について理解し、基本的な問題が解ける。
14週 放射線生物学2 放射線の人体に対する影響の外観について理解し、基本的な問題が解ける。
15週 放射線防護 放射線防護の基本について理解し、基本的な問題が解ける。
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
専門的能力分野別の専門工学建設系分野構造断面1次モーメントを理解し、図心を計算できる。5
断面2次モーメント、断面係数や断面2次半径などの断面諸量を理解し、それらを計算できる。5
各種静定ばりの断面に作用する内力としての断面力(せん断力、曲げモーメント)、断面力図(せん断力図、曲げモーメント図)について、説明できる。5
トラスの種類、安定性、トラスの部材力の意味を説明できる。5
節点法や断面法を用いて、トラスの部材力を計算できる。5
影響線を利用して、支点反力や断面力を計算できる。5
影響線を応用して、与えられた荷重に対する支点反力や断面力を計算できる。5
ラーメンの支点反力、断面力(軸力、せん断力、曲げモーメント)を計算し、その断面力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)を描くことができる。5
応力とその種類、ひずみとその種類、応力とひずみの関係を理解し、弾性係数、ポアソン比やフックの法則などの概要について説明でき、それらを計算できる。5
断面に作用する垂直応力、せん断応力について、説明できる。5
はりのたわみの微分方程式に関して、その幾何学的境界条件と力学的境界条件を理解し、微分方程式を解いて、たわみやたわみ角を計算できる。5
圧縮力を受ける柱の分類(短柱・長柱)を理解し、各種支持条件に対するEuler座屈荷重を計算できる。5
仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。5
構造物の安定性、静定・不静定の物理的意味と判別式の誘導ができ、不静定次数を計算できる。5
重ね合わせの原理を用いた不静定構造物の構造解析法を説明できる。5
応力法と変位法による不静定構造物の解法を説明できる。5
橋梁に作用する荷重の分類(例、死荷重、活荷重)を説明できる。5
各種示方書に基づく設計法(許容応力度、終局状態等)の概要を説明でき、安全率、許容応力度などについて説明できる。2
軸力を受ける部材、圧縮力を受ける部材、曲げを受ける部材や圧縮と曲げを受ける部材などについて、その設計法を説明でき、簡単な例に対し計算できる。5

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80000020100
基礎的能力80000020100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000