応用物理

科目基礎情報

学校 岐阜工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 応用物理
科目番号 0056 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 環境都市工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 物理学基礎(原 康夫,学術図書出版社,2016),センサー総合物理(高校物理研究会,啓林館,2021)
担当教員 小川 信之,安田 真,渡邉 尚彦

到達目標

以下の項目を到達目標とする。
①熱力学の考え方を理解し、その応用として具体的な問題を説明することができる。
②力学・電磁気・光に関する実験を実施し考察することができる。
③電磁気学の考え方を理解し、その応用として具体的な問題を説明することができる。
④力学を微積分やベクトルを用いて理解し、その応用として具体的な問題を説明することができる。
岐⾩⾼専ディプロマポリシー:(D)

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
評価項目1熱力学の知識を工学的問題に適用して説明することができる。熱力学を理解し、関連する問題を6割以上正確に解くことができる。熱力学に関する問題を正確に解くことができない。
評価項目2実施した実験から工学的問題に応用して考察することができる。力学・電磁気・光に関する実験を実施でき、6割以上正確に考察できる。力学・電磁気・光に関する実験に関して考察できない。
評価項目3電磁気学の知識を工学的問題に適用して説明することができる。電磁気学を理解し、関連する問題を6割以上正確に解くことができる。電磁気学に関する問題を正確に解くことができない。
評価項目4工学に現れる力学現象を微積分やベクトルを適用して正確に説明することができる。具体的な力学問題を微積分やベクトルを用いて6割以上正確に解くことができる。力学問題を微積分やベクトルを用いて正確に解くことができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
基本(運動、電磁気、熱など)、応用(物理工学、応用物理、現代物理)を学ぶことで、様々な現象を理解する。基礎では、1、2年で既に学習した物理の内容を応用物理の観点より現実の現象との対応において再構築する。
授業の進め方・方法:
授業では2年次までの基礎物理,基礎数学の知識を基に講義を行う。
(事前準備の学習)物理A,物理BI,物理BII
英語導入計画:Technical terms
注意点:
授業の内容を確実に身に着けるため,予習・復習が必須である.
講義では、受身ではなくて、講義に参加する積極性が重要である。講義の内容は、幅広い応用分野にわたるので、具体的な例などによる理解が肝心である。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験(説明日)
(ALのレベルC)
実験についての諸内容を理解して適用・評価できる。
2週 実験(単振子、 重力加速度の測定 、ヤング率の測定 )
(ALのレベルA)
適切な実験実施を行う。
3週 実験(慣性モーメントの測定 、 力学的エネルギー保存則、運動三大法則)(ALのレベルA) 適切な実験実施を行う。
4週 実験(レーザ光回析、サーキットトレーナー、光電管)
(ALのレベルA)
適切な実験実施を行う。
5週 電荷、電場
(ALのレベルC)
電荷、電場を理解して説明できる。
6週 電位、導体
(ALのレベルC)
電位、導体を理解して説明できる。
7週 コンデンサ
(ALのレベルC)
コンデンサを理解して説明できる。
8週 中間試験 前期中間試験内容に関する問題を適切に解答できる。
2ndQ
9週 誘電体と分極
(ALのレベルC)
誘電体と分極を理解して説明できる。
10週 直流回路、オームの法則
(ALのレベルC)
直流回路、オームの法則を理解して説明できる。
11週 キルヒホッフの法則、CR回路
(ALのレベルC)
キルヒホッフの法則、CR回路を理解して説明できる。
12週 電流と磁場
(ALのレベルC)
電流と磁場を理解して説明できる。
13週 ローレンツ力、電流に作用する力
(ALのレベルC)
ローレンツ力、電流に作用する力を理解して説明できる。
14週 電磁誘導
(ALのレベルC)
電磁誘導を理解して説明できる。
15週 期末試験
16週 期末試験の解答の解説
後期
3rdQ
1週 力と運動の復習 重力下の運動,円運動の問題の復習
2週 万有引力
(ALのレベルC)
万有引力の法則を使って運動が説明できる。
3週 熱量保存、比熱
(ALのレベルC)
熱について理解し、熱平衡問題が扱える。
4週 熱のする仕事
(ALのレベルC)
熱力学第一法則を使って状態変化の説明ができる。
5週 熱サイクル
(ALのレベルC)
熱サイクルの計算について習得しカルノーサイクルについて説明できる。
6週 気体分子運動論
(ALのレベルB)
気体分子運動論を説明できる。
7週 熱力学第二法則
(ALのレベルC)
熱力学第二法則を使って熱現象の説明ができる。
8週 中間試験 後期中間試験内容に関する問題を適切に解答できる。
4thQ
9週 運動の記述
(ALのレベルC)
微分と積分を使って運動を表現できる。
10週 力と運動の法則
(ALのレベルC)
運動方程式を微分方程式として理解して適用・評価できる。
11週 仕事とエネルギー
(ALのレベルC)
仕事とエネルギーをベクトル演算により理解して適用・評価できる。
12週 回転運動
(ALのレベルC)
回転運動を微分の考え方を通して理解して適用・評価できる。
13週 剛体運動
(ALのレベルC)
剛体の回転運動の法則を理解して適用・評価できる。
14週 単振動
(ALのレベルB)
単振動を微分方程式を通して理解して適用・評価できる。
15週 期末試験
16週 期末試験の解答・解説

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

評価割合

前期実験レポート前期演習前期中間試験前期期末試験後期中間試験後期期末試験後期課題CBT試験合計
総合評価割合2030505050503020300
基礎的能力2030505050503020300
専門的能力000000000
分野横断的能力000000000