電磁気学の基本的な法則が説明ができること.微分形式で運動方程式を書くことの意味を理解し,代表的な運動に対して運動方程式が適用し,微分方程式を解くことができること.電子の基本的振舞いおよび原子モデルについて説明できること.物理学実験の各テーマにおいて,その概略の説明および測定データの整理・解析ができ,さらに簡単な実験報告書が作成できること.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:
電磁気学の基本的な法則について学習する.物理Ⅰで学んだ力学を発展させ,微分を用いた運動方程式の解法について学習する.また現代物理学の基礎(主として原子の世界)についても学習する。さらには物理学実験を実施し,実験の基本的な姿勢・手法を修得する.
授業の進め方・方法:
・前期は講義と演習を行う.レポート課題を課すので,期限に遅れず提出すること.
・後期の授業方法は実験実習が中心で,実験ごとに実験レポートを課すので、期限に遅れず提出すること.一部実験データ処理法や,現代物理について講義を行なう.
注意点:
<成績評価>前期は,試験(70%),課題等のレポート(30%)の合計100点満点で(C-1)を評価する.後期は,実験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,前後期の成績の平均とする.不合格者の成績は,前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>放課後 16:00 ~ 17:00,機械工学科棟3F奥村教員室・柳沼教員室.この時間にとらわれず必要に応じて来室可.
<先修科目・後修科目>先修科目は物理Ⅰ、物理Ⅱ,後修科目は応用物理Ⅱとなる.
<備考>1年物理で学んだ力と運動に関する知識,2年物理で学んだ波動現象・光学に関する知識および数学における微分・積分・ベクトル等の演算能力を必要とする.
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
クーロンの法則と電場 |
電気の間にはたらく力について説明できる. 電場の考え方を説明できる.
|
2週 |
ガウスの法則 |
電場についての法則を説明できる.
|
3週 |
電位 |
電場内での位置エネルギーである電位が説明できる.電位の関係が理解できる.
|
4週 |
電場,電位に関する問題演習 |
電位,電場に関連した問題を解くことができる.
|
5週 |
電場の中の物体,コンデンサーの基礎 |
電場中に置かれた導体,絶縁体の性質について説明できる. コンデンサーの性質について説明できる.
|
6週 |
コンデンサーの応用 |
コンデンサーの接続,コンデンサーが蓄える静電エネルギーについて説明できる.
|
7週 |
電流と抵抗,抵抗の接続,キルヒホッフの法則 |
電荷と電流の関係と電気抵抗の性質を説明できる.また複数の抵抗を接続した回路の問題の計算ができる.
|
8週 |
理解度の確認 |
これまでの講義内容の理解度を確認する.
|
2ndQ |
9週 |
磁石と磁場 |
磁石の間にはたらく力について説明できる。磁場の考え方を説明できる.
|
10週 |
電流が作る磁場,電流が磁場から受ける力 |
電流と磁場の関係を理解し,電流と磁場の相互作用を説明できる.
|
11週 |
ローレンツ力,電磁誘導の法則 |
荷電粒子と磁場の関係を説明できる。レンツの規則やファラデーの電磁誘導の法則が説明できる.
|
12週 |
磁場,電流に関する問題演習 |
磁場,電流,ローレンツ力に関連した問題を解くことができる.
|
13週 |
運動の法則 |
物体の速度や加速度を微分で表現し,運動方程式を立てることができる.
|
14週 |
単振動や抵抗を受ける物体への応用 |
前週で学習した運動方程式を単振動や抵抗を受ける物体へ適用し,運動方程式を解くことができる。
|
15週 |
運動の法則に関する問題演習 |
微分形式が表現した運動方程式に関する問題を解くことができる.
|
16週 |
前期末達成度試験 |
|
後期 |
3rdQ |
1週 |
電子の発見 |
電子の発見された過程を理解し,比電荷の測定などの著名な実験について説明できる.
|
2週 |
光と物質の量子性 |
光電効果や物質波の概念を理解し,光の粒子性やと電子の波動性について説明できる.
|
3週 |
原子モデルと原子スペクトル |
原子核発見の過程を理解し,水素原子の線スペクトルやボーアの原子モデルについて説明ができる。
|
4週 |
各実験種目の目的・原理・方法・装置の概略 |
各実験種目の概略が説明できる.
|
5週 |
測定データの整理,解析,実験報告書の書き方 |
測定データの整理法の説明ができる.解析や実験報告書の書き方を理解している.
|
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テーマの実験(1) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(2) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(3) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(4) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(5) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(6) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(7) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(8) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(9) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
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テーマの実験(10) |
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。得られた見解に対して簡単な考察ができる.
|
16週 |
|
|