到達目標
（科目コード：A1130，英語名：Applied Laser Engineering）（本科目は第１学期に実施する。週に２回行うので十分注意すること。授業計画の週は回と読み替えること。）
この科目は長岡高専の教育目標の（C）、（D）と主体的に関わる。この科目の到達目標と各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。
①光の特性（波動性と量子性）を理解すること。25%（C1）
②レーザの特性を理解すること。25%（D1）
③レーザの原理を理解すること。25%（D1）
④社会における問題解決のためのレーザの応用例を理解すること。25%（C2）
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 光の特性（波動性・量子性）を詳細に説明できる。 | 光の特性（波動性・量子性）を説明できる。 | 光の特性（波動性・量子性）を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
| 評価項目2 | レーザの特性を詳細に説明できる。 | レーザの特性を説明できる。 | レーザの特性を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
| 評価項目3 | レーザの原理を詳細に説明できる。 | レーザの原理を説明できる。 | レーザの原理を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
| 評価項目4 | 社会における問題解決のためのレーザの応用例を詳細に説明できる。 | 社会における問題解決のためのレーザの応用例を説明できる。 | 社会における問題解決のためのレーザの応用例を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本講義では、初めに光を幾何光学・波動光学・量子工学の観点で学習し、それぞれの基礎を習得する。その後、レーザの特性と原理について学習し、それらを物理の観点で説明できることを目標とする。最後に、実社会におけるレーザ応用例について調査し、その成果を発表する。
〇関連する科目：精密加工（機械工学科・５年後期開講）・電気電子応用工学（電気電子システム工学科・５年後期開講）
授業の進め方・方法:
この科目では教員がホワイトボードに板書をして、受講者はそれをノートに記録する形態を基本とする。新型感染症の蔓延状況により、必要に応じて遠隔授業で実施する場合がある。
注意点:
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として課題を実施する。
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 |
第１回: ガイダンス・光工学の歴史
第２回: 幾何光学Ⅰ |
第１回: 授業のガイダンスを実施する。光工学の歴史を調査する。（課題）レーザの開発経緯をまとめる。
第２回: 光の性質（直進・反射・屈折）について説明できる。（課題）幾何光学に関する演習を行う。
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| 2週 |
第３回: 幾何光学Ⅱ
第４回: 波動光学Ⅰ |
第３回: 光学素子（プリズムとレンズ）について説明できる。（課題）幾何光学に関する演習を行う。
第４回: 光の波動性（波長）について説明できる。（課題）波動光学に関する演習を行う。
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| 3週 |
第５回: 波動光学Ⅱ
第６回: 波動光学Ⅲ |
第５回: 光の波動性（干渉）について説明できる。（課題）波動光学に関する演習を行う。
第６回: 光の波動性（回折）について説明できる。（課題）波動光学に関する演習を行う。
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| 4週 |
第７回: 波動光学Ⅳ
第８回: 量子光学 |
第７回: 光の波動性（偏光）について説明できる。（課題）波動光学に関する演習を行う。
第８回: 光の量子性について説明できる。（課題）量子光学に関する演習を行う。
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| 5週 |
第９回: レーザの原理Ⅰ
第１０回: レーザの原理Ⅱ |
第９回: レーザの原理（光の吸収と放出）について説明できる。（課題）レーザの原理に関する演習を行う。
第１０回: レーザの原理（光の増幅と反転分布）について説明できる。（課題）レーザの原理に関する演習を行う。
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| 6週 |
第１１回: レーザの性質
第１２回: 試験 |
第１１回: レーザの性質について説明できる。（課題）レーザの性質に関する演習を行う。
第１２回: 試験を実施する。試験時間：８０分（課題）レーザの応用例を調査する。
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| 7週 |
第１３回: 試験解説・レーザの応用Ⅰ
第１４回: レーザの応用Ⅱ |
第１３回: 試験解説を実施する。レーザの応用例を調査する。（課題）レーザの応用例を調査する。
第１４回: レーザの応用例をまとめる。（課題）レーザの応用例をまとめる。
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| 8週 |
第１５回: レーザの応用Ⅲ
第１６回: 発展授業 |
第１５回: レーザの応用例を報告する。（課題）レーザの応用例を報告する。
第１６回: レーザの応用例について紹介する。
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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。 | 5 | |
| 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。 | 5 | |
| 原子の構造を説明できる。 | 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。 | 5 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 40 | 100 |