自然現象を物理法則のもとで理解することができる。前期:波動現象について理解することができる。波の基本的な物理量、音や光の現象における物理法則を取り扱うことができる。後期:静電場・磁場の性質、電流と磁場の関係、電磁誘導について理解して、物理法則を取り扱うことができる。
概要:
1年物理の知識を元に、自然現象や日常生活で現れる事柄に潜む物理法則について実験例を通じて学ぶ。定性的な理解を深めるとともに、数式を用いて定量的に物理法則を扱う。前期には波動現象、音、光に関する法則による記述と現象の取り扱いについて学ぶ。後期には静電場・磁場について学び、電磁気学の基礎について理解する。1年物理の知識を元に、自然現象や日常生活で現れる事柄に潜む物理法則について実験例を通じて学ぶ。定性的な理解を深めるとともに、数式を用いて定量的に物理法則を扱う。前期には波動現象、音、光に関する法則による記述と現象の取り扱いについて学ぶ。後期には静電場・磁場について学び、電磁気学の基礎について理解する。本講義を通して,物理学の基本知識を自らの工学分野に応用できることを学ぶ。
授業の進め方・方法:
1年物理をもとに、音や光などの波動現象、電気・磁気の現象を身の回りの現象との関連を考えながら、授業を進める。実際の現象をデモ実験で見ることを交えながら、波動や電磁場の概念を理解していく。また、問題演習プリントにより計算や作図などの練習をおこなう。
注意点:
評価については、評価割合に従って行います。ただし、 適宜再試や追加課題を課し、加点することがあります。中間試験を授業時間内に実施することがあります。
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 | 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | 前2 |
横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | 前2 |
波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | 前3 |
波の独立性について説明できる。 | 3 | 前3 |
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 3 | 前5 |
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 3 | 前4 |
ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | 前5 |
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。 | 3 | 前5 |
弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。 | 3 | 前10 |
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。 | 3 | 前11 |
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | 前11 |
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。 | 3 | 前12 |
自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | 前13 |
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | 前14 |
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 3 | 前13 |
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 | 後2 |
電場・電位について説明できる。 | 2 | 後6 |
クーロンの法則が説明できる。 | 2 | 後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 | 後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 | 後9 |
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 | 後9 |
ジュール熱や電力を求めることができる。 | 2 | 後9 |