到達目標
以下の項目を目標とする。
①量子論の基礎を理解する
②シュレディンガー方程式を理解する
③自由電子モデルを理解する
④自由電子モデルを説明できる
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 | 量子論の基礎を自分で説明できる | 量子論の基礎に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる | 量子論の基礎に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができない |
| 評価項目2 | シュレディンガー方程式について自分の言葉で説明できる | シュレディンガー方程式に関する問 題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる | シュレディンガー方程式に関する問題をほぼ正確(6 割以上)に解くことができない |
| 評価項目3 | 自由電子モデルに関する言葉を自分で説明できる | 自由電子モデルに関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる | 自由電子モデルに関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができない |
| 評価項目4 | 自由電子モデルについて自分で考察しまとめることができる | 自由電子モデルについて考察できる | 真空中の電子現象についてモデルを考察できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電子工学とは、今日のハイテクノロジーの基幹をなす学問であり、これまで学んできた電気系および物理系科目の総合である。力学、電磁気学、熱統計、波動、前期量子論などの観点から様々な物性物理の基礎を学び、その応用方法を習得する。
授業の進め方・方法:
授業は，教科書，配布プリントと板書を中心に行う。
注意点:
各自学習ノートを充実させること。成績評価に教室外学修の内容は含まれる。
学習・教育目標：（Ｄ－４）１００％
JABEE基準１（１）：（ｄ）
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 |
光，電子の粒子性と波動性 |
光、電子の粒子性と波動性について理解する
(教室外学修)教科書の予習復習、ノートの復習
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| 2週 |
シュレディンガー方程式 |
シュレディンガー方程式の基礎を理解し波動関数の意味を理解する
(教室外学修)教科書の予習復習、ノートの復習
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| 3週 |
ハイゼンベルクの不確定性原理 |
ハイゼンベルクの不確定性原理を理解する
(教室外学修)教科書の予習復習、ノートの復習
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| 4週 |
無限井戸型ポテンシャル |
無限井戸型ポテンシャル中の粒子の振る舞い(波動関数とエネルギーなど)を理解する
(教室外学修)教科書の予習復習、ノートの復習
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| 5週 |
有限井戸型ポテンシャル |
有限井戸型ポテンシャル中の粒子の振る舞い(波動関数とエネルギーなど)を理解する
(教室外学修)教科書の予習復習、ノートの復習
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| 6週 |
トンネル効果 |
トンネル効果を理解する
(教室外学修)教科書の予習復習、ノートの復習
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| 7週 |
演習（ＡＬのレベルＣ） |
これまでの内容の再確認
(教室外学修)演習の復習、演習類似問題の学習
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
金属の自由電子モデル |
波動としての電子を金属中の電子に適用する意味を理解する
(教室外学修）教科書の予習復習、ノートの復習
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| 10週 |
フェルミ・ディラック分布関数と電子分布 |
フェルミ・ディラック分布関数から電子分布について理解する
(教室外学修）教科書の予習復習、ノートの復習
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| 11週 |
3次元井戸型ポテンシャル中の粒子 |
３次元井戸型ポテンシャル中の粒子の振る舞い(波動関数とエネルギーなど)を理解する
(教室外学修）教科書の予習復習、ノートの復習
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| 12週 |
フェルミ球とフェルミエネルギー |
フェルミ球とフェルミエネルギーの概念より金属の電気伝導を理解する
(教室外学修）教科書の予習復習、ノートの復習
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| 13週 |
状態密度 |
電子の状態密度の概念を理解する
(教室外学修）教科書の予習復習、ノートの復習
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| 14週 |
演習（ＡＬのレベルＣ） |
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| 15週 |
期末試験の解答解説 |
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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 | 工学基礎 | 技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史 | 技術者倫理(知的財産、法令順守、持続可能性を含む)および技術史 | 環境問題の現状についての基本的な事項について把握し、科学技術が地球環境や社会に及ぼす影響を説明できる。 | 3 | |
| 知的財産の社会的意義や重要性の観点から、知的財産に関する基本的な事項を説明できる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子工学 | 原子の構造を説明できる。 | 3 | |
| パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 2 | |
| 金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。 | 2 | |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |