到達目標
１．実験の内容，結果およびその背景にある物理現象について正しく理解し，関連する諸量を計算できる。
２．熱力学の基礎を理解し，代表的な熱現象に関して熱力学第1・第2法則および関連法則を用いて熱力学的諸量を見積ることができる。(B1-3)
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 | □実験に関する物理現象について正しく説明でき，応用的な事例について関連する諸量の計算ができる。 | □実験に関する物理現象について正しく説明でき，関連する諸量の計算ができる。 | □実験に関する物理現象について正しく説明できない。 |
| 評価項目2(B1-3) | □相変化を伴う複雑な過程に関して熱の出入りの計算ができる。 □理想気体のさまざまな状態変化に対して熱力学第1法則を用いた計算ができる。 □具体的な熱過程に対してエントロピー変化を計算できる。 | □熱容量に関する具体的計算ができる。 □熱力学第1法則を用いた計算ができる。 □熱力学第2法則を説明でき，エントロピー変化の計算ができる。 | □熱容量に関する計算ができない。 □熱力学第1法則を用いた計算ができない。 □熱力学第2法則を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
実践指針 (B1)
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実践指針のレベル (B1-3)
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【本校学習・教育目標（本科のみ）】 2
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【プログラム学習・教育目標 】 B
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教育方法等
概要:
前期は，１－３年で履修した物理I，物理IIおよび工業力学を応用して，重要な物理現象に関する実験について学ぶ。同時に，実験データの解析や誤差の扱いについても学ぶ。後期は熱力学の基礎的な知識および，熱力学第１法則と第２法則を学ぶ。本講義を通して，物理の基礎知識を自らの工学分野に応用できることに加え，自らの専門分野の課題の解決に数学的手法を適用できることを学ぶ。
授業の進め方・方法:
前期は，実験の内容を中心に講義と演習を行う。
後期は，熱に関する基礎的な事項を講義により学ぶ。ステップごとに演習問題が出題されるので，問題を解きながら理解を深める。
注意点:
この科目は学修単位科目であり、1単位あたり30時間の対面授業を実施する。併せて1単位あたり15時間の事前学習・事後学習が必要となる。
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス，誤差論 |
安全に実験することの重要性について理解できる。誤差と有効数字の概念を理解できる。
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| 2週 |
振動論
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単振動，減衰振動，強制振動と共振の実験を理解し，結果の解析ができる。
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| 3週 |
レーザー光の回折
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レーザー光を用いた回折の実験を理解し，結果の解析ができる。
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| 4週 |
電気抵抗の温度係数の測定
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電気現象を電子の運動として理解できる。温度を変化させながら電気抵抗を測定する実験を理解し，結果の解析ができる。
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| 5週 |
光電効果とプランク定数の測定
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光の粒子性とプランク定数の関係を理解できる。光電効果に関する実験を理解し，プランク定数を求めることができる。
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| 6週 |
電子の比電荷の測定
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ローレンツ力による電子の等速円運動の実験を理解し，電子の比電荷を求めることができる。
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| 7週 |
水素原子スペクトルとプランク定数の測定 |
水素原子のスペクトルを観測する実験を理解し，プランク定数を求めることができる。
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| 8週 |
放射線基礎
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放射線に関する基礎的な内容を理解できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
光速度の測定
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光速度測定に関連する実験を理解できる。
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| 10週 |
誤差論演習
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誤差について計算ができる。
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| 11週 |
振動論演習
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振動運動について計算ができる。
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| 12週 |
電気抵抗と電子の比電荷の演習 |
電気抵抗と電子の比電荷について計算ができる。
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| 13週 |
光電効果と水素原子の演習
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光電効果と水素原子について計算ができる。
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| 14週 |
放射線の演習
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放射線について計算ができる。
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| 15週 |
前期総合演習
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱エネルギー（１）
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熱運動と温度の関係を正しく理解できる
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| 2週 |
熱エネルギー（２）
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熱容量・熱量保存則・潜熱を正しく理解できる
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| 3週 |
熱エネルギー（３）
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熱膨張と熱の伝達を正しく理解できる
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| 4週 |
気体（１）
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理想気体の状態方程式を理解し，これを用いて気体の熱的な諸量を計算できる
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| 5週 |
気体（２）
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気体の分子運動論を理解できる
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| 6週 |
気体（３）
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気体のする仕事を理解し，定量的に扱うことができる
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| 7週 |
気体（４）
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気体の状態変化を理解し，定量的に扱うことができる
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| 8週 |
後期総合演習２
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| 4thQ |
| 9週 |
熱力学（１）
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熱力学第１法則を理解し，内部エネルギーを計算できる
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| 10週 |
熱力学（２）
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気体の定積熱容量と定圧熱容量の違いを理解し，それぞれの計算ができる
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| 11週 |
熱力学（３）
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気体の状態変化に対して熱力学第１法則を適用して，熱的諸量を計算することができる
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| 12週 |
熱力学（４）
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熱機関について基本的概念を理解し，熱機関の効率およびエアコンの成績係数を計算することができる
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| 13週 |
熱力学（５）
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熱力学第２法則を理解し、エントロピーを計算することができる
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| 14週 |
熱力学のまとめ
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応用例を挙げることができる
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| 15週 |
後期総合演習３
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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 |
評価割合
| レポート | 前期演習 | 後期演習 | | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 15 | 35 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 15 | 35 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |