物理学の基礎的な概念理解と実験的なスキル修得が目標である。電磁気学の基本的な法則について説明できること．運動方程式を微分形式で表現し，代表的な運動に対して微分方程式を適用できること．電子の基本的な振る舞いおよび原子モデルについて説明できること．各実験テーマにおいて，その概要説明，操作・測定，データ整理・解析を行い，得られた結果（分かった事項）に対して考察でき，さらに簡単な実験報告書を作成できること．これらの内容を満足することで，学習・教育目標の(C-1)の達成とする．
概要:
（１）電磁気学の基本的な法則について学習する（前期前半）．（２）物理IおよびIIで学んだ力学を発展させ，運動方程式の解法について学習する（前期後半）．（３）現代物理学の基礎（主として原子の世界）について学習する（後期1〜5週）．（４）物理学実験（全10テーマ）を実施し，実験の基本的な姿勢・手法を修得する（後期6〜15週）．
授業の進め方・方法:
・前期の授業方法は，概要説明と例題演習（グループワークを含む）とを繰り返しながら，最後に確認テストなどで振り返る．適時，レポート課題を課すので，期限内に提出すること．
・後期の授業方法は，1〜5週は座学（実験のガイダンスも含む），6〜15週は実験実習を中心とする．毎週，各テーマの実験／指導報告書を主としたレポート課題を課すので，期限内に提出すること．
注意点:
＜成績評価＞前期は，試験（60%），授業中の問題演習・小テストおよびレポート課題（40%）の合計100点満点で(C-1)を評価する．後期は，実験／指導報告書を主としたレポート（100%）の合計100点満点で(C-1)を評価する．前期・後期ともに6割以上を獲得した者をこの科目の合格者とする．合格者の成績は，前期・後期の成績の平均とする．不合格者の成績は，前期・後期の成績の平均とし，この平均が60点以上の場合は，59点とする．
＜オフィスアワー＞水曜日 16:00～17:00，電気電子・機械工学科棟3F 313柳沼教員室（必要に応じて来室可）．
＜先修科目・後修科目＞先修科目：物理I，物理II，後修科目：応用物理II．
＜備考＞物理Iで学んだ力と運動に関する知識，物理IIで学んだ電気現象・波動現象に関する知識，また数学におけるベクトルや微分・積分の計算能力を必要とする．教科書DやEを有効に活用し，予習・復習すること．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
波動分野の復習
（教科書A：pp. 106-109, pp. 158-159, pp. 148-155） |
波の基本式，光波の性質，反射と屈折，回折と干渉について説明できる．
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| 2週 |
電気分野の復習
（教科書B：pp. 10-24, pp. 30-40） |
静電気力，電場，電位について説明できる．
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| 3週 |
電場中の物質
（教科書B：pp. 44-47） |
導体と不導体の性質を理解し，静電誘導と誘電分極を説明できる．
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| 4週 |
オームの法則
（教科書B：pp. 62-67, pp. 69-73） |
自由電子の運動と電流の強さとの関係を理解し，回路における抵抗とオームの法則，消費電力を説明できる．
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| 5週 |
直流回路
（教科書B：pp. 75-84） |
電位降下をエネルギー収支から理解し，キルヒホッフの法則を用いて，複数の抵抗や電池が接続された電気回路の電流を計算できる。
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| 6週 |
コンデンサーの接続
（教科書B：pp. 54-60） |
コンデンサーの接続を理解し，合成容量を計算できる。さらに，コンデンサーの静電エネルギーを説明できる．
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| 7週 |
磁場
（教科書B：pp. 86-92） |
磁場の考え方や磁力線の性質を理解し，磁極の間にはたらく磁気力（クーロンの法則）および磁場の重ね合わせを説明できる．
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| 8週 |
電流が作る磁場
（教科書B：pp. 94-97） |
電流と磁場の関係を理解し，直線電流や円形電流が作る磁場を求めることができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
電流が磁場から受ける力
（教科書B：pp. 104-108） |
直線電流が磁場から受ける力を理解し，磁束密度や透磁率を説明できる．
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| 10週 |
ローレンツ力
（教科書B：pp. 109-112） |
荷電粒子が磁場から受ける力（ローレンツ力）を理解し，磁場中の粒子の運動が説明できる．
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| 11週 |
電磁誘導
（教科書B：pp. 114-119） |
電磁誘導や誘導起電力を理解し，レンツの法則やファラデーの電磁誘導の法則を説明できる．
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| 12週 |
速度・加速度
（教科書C：pp. 8-23, p. 62） |
物体の速度や加速度を微分積分で表現し，平面／空間運動をベクトルで説明できる．
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| 13週 |
運動の微分方程式
（教科書C：pp. 26-33） |
運動方程式を微分形式で表現し，落体の運動に適用ができる．また，いろいろな微分方程式を解くことができる．
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| 14週 |
抵抗がある場合の落下運動への応用
（教科書C：pp. 33-34） |
空気抵抗を受ける落体の運動に微分方程式を適用して，解くことができる．
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| 15週 |
前期末達成度試験 |
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| 16週 |
単振動に近似できる運動への応用
（教科書C：pp. 35-39） |
単振動に微分方程式を適用して，解くことができる．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
電子の発見
（教科書B：pp. 167-171） |
電磁気学に基づき，真空中での電子の運動を理解し，トムソンの実験と比電荷について説明できる．
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| 2週 |
電子の電荷，放射線
（教科書B：pp. 172-177） |
電子および放射線が発見された過程を理解し，ミリカンの油滴実験について説明できる．
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| 3週 |
光と物質の量子性
（教科書B：pp. 182-184, pp. 199-200） |
光電効果や物質波の概念を理解し，光の粒子性と電子の波動性について説明できる．
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| 4週 |
原子モデルとスペクトル
（教科書B：pp. 177-180, pp. 189-193, p. 200） |
原子核発見の過程を理解し，水素原子の線スペクトルとボーアの原子モデルについて説明できる．
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| 5週 |
各実験種目の目的・原理・方法・装置の概略，測定データの整理・解析，実験報告書の書き方
（教科書Fおよびプリント教材を参照） |
各実験種目の概略が説明できる．報告書の形式や作成上の注意点を理解し，最小二乗法や測定誤差の計算ができる．
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| 6週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(1)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 7週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(2)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 8週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(3)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(4)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 10週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(5)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 11週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(6)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 12週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(7)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 13週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(8)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 14週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(9)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 15週 |
実験種目（全10テーマ）の中から班ごとに指定された1テーマの実施(10)
（教科書Fおよびプリント教材の該当ページを参照） |
各テーマについて実験を行い，概要説明，データ整理・解析ができる．得られた結果（分かった事項）に対して考察し，簡単な実験報告書を作成できる．
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| 16週 |
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| 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 | 力学 | 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 2 | |
| 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 2 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 2 | |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 2 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 2 | |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 2 | |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 2 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 2 | |
| 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 2 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 2 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 2 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 2 | |
| 力学に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
| 熱に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
| 波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
| 光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
| 電磁気に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
| 電子・原子に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
| 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 2 | |
| 実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 2 | |
| 実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 2 | |
| 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 2 | |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 2 | |
| 実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 2 | |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 2 | |
| 実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 2 | |
| 個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 2 | |
| 共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 2 | |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 2 | |