到達目標
（科目コード：A1300，Ultrasonic Technology）(本科目は第2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(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、成績評価上の重み付け、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・教育到達目標との関連の順で次に示す。
①超音波物性の基礎を理解する：20%(D1)。②圧電材料の基礎を理解する：20%(D1)。③超音波応用技術を理解する：60%(D1)、(D4)、(G1)。
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 | 超音波物性の基礎を詳細に理解する。 | 超音波物性の基礎を理解する。 | 超音波物性の基礎を概ね理解する。 | 左記レベルに達していない。 |
| 評価項目2 | 圧電材料の基礎を詳細に理解する。 | 圧電材料の基礎を理解する。 | 圧電材料の基礎を概ね理解する。 | 左記レベルに達していない。 |
| 評価項目3 | 超音波応用技術を詳細に理解する。 | 超音波応用技術を理解する。 | 超音波応用技術を概ね理解する。 | 左記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:
この科目は企業で圧電デバイス及び超音波デバイスに関する研究・開発・設計等を担当していた教員が、その経験を活かし、超音波の基礎と応用技術に関し、講義形式及びゼミ形式で授業を行うものである。超音波は古くて新しい学問といわれる。昭和の初期に新しいサイエンスとして始まった超音波技術はその後急速に発展し、そのもたらす応用はあらゆる産業分野や科学研究分野に波及し、深く広く一般社会に浸透している。現代の多様かつ巨大な科学技術構造を支える重要な柱のひとつとなっている超音波技術について、まず波動としての基礎及び、振動発生源となる圧電材料の基礎を学ぶ。次いで、超音波応用技術について具体例を交えながらその知識を習得する。
〇関連する科目：精密加工（機械工学科 前々年度履修）、センサー工学（電子制御工学科 前々年度履修）、計測システム工学（電子制御工学科 前々年度履修）
授業の進め方・方法:
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポート課題などを実施する。毎回課題を与えるので受講者各自が内容を調査し、レポートにまとめ、提出する。
注意点:
レポートの提出を指定した日時までに提出すること。
なお、本科目は対面授業として実施を予定していたものであるが、新型コロナウィルス感染症の拡大による緊急事態において、必要に応じて遠隔授業として実施するものである。
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、概要(定義、科学史）、波動論的基礎(伝搬と減衰、透過と反射・吸収、放射) |
ガイダンスの後、概要、波動論的基礎を理解する。レポート課題あり。
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| 2週 |
音波物性(気体・液体の音波物性、固体の音波物性)と超音波の発生(笛・サイレン、磁気歪効果、圧電効果) |
音波物性と超音波の発生を理解する。レポート課題あり。
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| 3週 |
圧電素子と圧電振動子(圧電物性・基本式、等価回路) |
圧電素子と圧電振動子を理解する。レポート課題あり。
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| 4週 |
超音波振動子（ランジュバン型振動子、バイモルフ型振動子）と弾性表面波フィルター |
超音波振動子と弾性表面波フィルターの構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 5週 |
超音波距離計測・液量計測・厚さ計測 |
超音波距離計測・液量計測・厚さ計測機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 6週 |
超音波速度計測・流量計測と超音波顕微鏡 |
超音波速度計測・流量計測と超音波顕微鏡機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 7週 |
アコースティック・エミッションと超音波探傷 |
アコースティック・エミッションと超音波探傷機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 8週 |
超音波医療診断（エコー）と魚群探知 |
超音波医療診断（エコー）と魚群探知機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 2ndQ |
| 9週 |
超音波洗浄と超音波モーター（回転型・リニア型） |
超音波洗浄と超音波モーター（回転型・リニア型）の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 10週 |
圧電トランスと圧電ジャイロ |
圧電トランスと圧電ジャイロの構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 11週 |
超音波浮揚とパーツフィーダ |
超音波浮揚とパーツフィーダの構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 12週 |
超音波加工・切断・研削・粉砕 |
超音波加工・切断・研削・粉砕機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 13週 |
ソノケミストリーと超音波溶着 |
ソノケミストリーと超音波溶着機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 14週 |
超音波美容・温熱治療と超音霧化 |
超音波美容・温熱治療と超音霧化機器の構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 15週 |
圧電ブザー・サウンダとパワメトリックスピーカ |
圧電ブザー・サウンダとパワメトリックスピーカの構造・原理と特性・用途を理解する。レポート課題あり。
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 波動 | 波の波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 4 | 前2 |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 4 | 前2 |
| ホイヘンスの原理を理解している。 | 4 | 前2 |
| 波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。 | 4 | 前2 |
評価割合
| レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 50 |
| 専門的能力 | 50 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |