電子工学Ⅰ

科目基礎情報

学校 岐阜工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 電子工学Ⅰ
科目番号 0237 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 電子物性入門(コロナ社:中村義孝 著), 参考書:量子力学( I )(裳華房:小出昭一郎 著),物性論(裳華房:黒沢達美 著),固体物理学入門(上)(丸善:キッテル 著)
担当教員 吉田 憲充

目的・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。
授業の進め方と授業内容・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

授業内容・方法 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
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
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
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
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
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
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
8週 中間試験
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
10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
11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
12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
13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
14週 演習(ALのレベルC)
15週 期末試験の解答解説
16週

評価割合

中間試験期末試験課題合計
総合評価割合404020100
基礎的能力0000
専門的能力404020100
分野横断的能力0000