到達目標
【目的】
光通信や光ディスクを実現させる基礎技術である光エレクトロニクスについて理解するために、光の波及び粒子としての性質について学習し、また、各種光デバイスの原理や特徴について理解する。
【到達目標】
１．光の波としての性質について理解し、基本的な計算ができる。
２．光の粒子としての性質について理解し、基本的な計算ができる。
３．光の波としての性質と光の粒子としての性質を融合させ、レーザ、光検出器の原理・特徴を理解でき、基本的な計算ができる。
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 | 光の波としての性質について理解し、基本的な計算ができる。 | 光の波としての性質について理解している。 | 光の波としての性質について理解していない。 |
| 評価項目2 | 光の粒子としての性質について理解し、基本的な計算ができる。 | 光の粒子としての性質について理解している。 | 光の粒子としての性質について理解していない。 |
| 評価項目3 | 光の波としての性質と光の粒子としての性質を融合させ、レーザ、光検出器の原理・特徴を理解でき、基本的な計算ができる。 | 光の波としての性質と光の粒子としての性質を融合させ、レーザ、光検出器の原理・特徴を理解している。 | 光の波としての性質と光の粒子としての性質を融合させ、レーザ、光検出器の原理・特徴を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目では、光通信や光ディスク(CD、DVD等)を実現させる基礎技術である光エレクトロニクスについて学ぶ。光の波としての性質(偏光、反射、屈折、干渉、回折、集光)及び光の粒子としての性質(自然放出、誘導放出、誘導吸収、反転分布)について学習し、それらの原理を基にしたレーザ、光ファイバ、光検出器の動作原理・特徴について理解する。後半の2回の授業を利用して、光エレクトロニクスの応用例について、各自で調べてきて発表する。
授業の進め方・方法:
授業では、教員による教科書と板書を中心にした説明を聞き、適宜演習問題を解き理解度を深める。演習問題は、教科書の章末問題や配付資料を使って課題が指示される。
注意点:
・毎回の授業で電卓を持ってくること。指数関数や三角関数の計算を行う。
・光は電磁波の一種であるため、その振る舞いを理解するには「電磁気学Ⅰ」、「電磁気学Ⅱ」、「電磁気学Ⅲ」を十分に修得していることが必須である。また、光の粒子としての性質について理解するために、「半導体物性」、「電子物性工学」のいずれかを修得しておくことが望ましい。
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 |
授業の概要と授業への取り組み方を理解できる。
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| 2週 |
レーザ光の特徴 |
レーザ光の特徴について理解できる。
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| 3週 |
光の性質(偏光、反射) |
偏光と反射について理解し、基礎的な計算ができる。
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| 4週 |
光の性質(屈折、干渉) |
屈折と干渉について理解し、基礎的な計算ができる。
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| 5週 |
光の性質(屈折、干渉) |
屈折と干渉について理解し、基礎的な計算ができる。
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| 6週 |
光の性質(回折、集光) |
回折と集光について理解し、基礎的な計算ができる。
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| 7週 |
レーザの発振原理(誘導放出) |
誘導放出について理解し、説明することができる。
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| 8週 |
レーザの発振原理(反転分布) |
反転分布について理解し、基本的な計算ができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
レーザの発振原理(光増幅と光共振) |
光増幅と光共振について理解し、基本的な計算ができる。
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| 11週 |
種々のレーザとLEDについて |
種々のレーザやLEDの特徴について理解し、説明することができる。
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| 12週 |
光検出器 |
光検出器の原理を理解し、基本的な計算をすることができる。
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| 13週 |
発表会 |
光エレクトロニクスの応用例について調査を行い、第3者にわかりやすく説明することができる。
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| 14週 |
発表会 |
光エレクトロニクスの応用例について調査を行い、第3者にわかりやすく説明することができる。
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| 15週 |
発表会 |
光エレクトロニクスの応用例について調査を行い、第3者にわかりやすく説明することができる。
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| 16週 |
前期末試験 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | レポート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 35 | 5 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 35 |
| 専門的能力 | 40 | 20 | 5 | 0 | 0 | 0 | 65 |