到達目標
(ア)波の速さ、波長、振動数の関係を理解できる
(イ)重ね合わせの原理から、干渉、定常波を説明できる。
(ウ)波の特徴(干渉・回折・反射・屈折)を理解している。
(エ)固定端・自由端での波の反射と位相の関係を理解できる。
(オ)弦や気柱の固有振動数を求めることができる。
(カ)ドップラ効果による音波の振動数変化を求めることができる。
(キ)ヤングの実験やニュートンリングなどについて、光の干渉を説明できる。
(ク)レンズの公式を使いこなせる。
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(ア) | 波の速さ、波長、振動数の関係を理解し、応用問題を解くことができる。 | 波の速さ、波長、振動数の関係を理解し、基本問題を解くことができる。 | 波の速さ、波長、振動数の関係を理解し、基本問題を解くことができない。 |
| 評価項目(イ) | 重ね合わせの原理から、干渉、定常波を説明し、応用問題を解くことができる。 | 重ね合わせの原理から、干渉、定常波を説明し、基本問題を解くことができる。 | 重ね合わせの原理から、干渉、定常波を説明し、基本問題を解くことができない。 |
| 評価項目(ウ) | 波の特徴(干渉・回折・反射・屈折)を理解し、応用問題を解くことができる。 | 波の特徴(干渉・回折・反射・屈折)を理解し、基本問題を解くことができる。 | 波の特徴(干渉・回折・反射・屈折)を理解し、基本問題を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:
本講義では、波動について学ぶ。ここでは、ドップラ効果や日常的に見られる音波・光の振る舞いを解明していく。また、光学機器とその特徴についても触れる。波動は量子力学と関連深い内容なので、本講義および物理実験を通して理解を深めて欲しい。
授業の進め方・方法:
注意点:
｢高専の物理問題集｣は、講義中に演習問題として使うことが多いので必ず携帯すること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
直線上を伝播する波 (1) ：波動性、縦波と横波、正弦波 |
波の運動と媒質の関係について理解し、縦波、横波、正弦波などを説明できる。
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| 2週 |
直線上を伝播する波 (2) ：重ね合わせの原理、干渉、固定端・自由端での反射、定常波 |
波の重ね合わせについて理解し、波の干渉や反射について説明できる。
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| 3週 |
直線上を伝播する波 (2) ：重ね合わせの原理、干渉、固定端・自由端での反射、定常波 |
波の重ね合わせについて理解し、波の干渉や反射について複雑な問題を解くことができる。
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| 4週 |
平面を伝播する波 (1) ：ホイヘンスの原理、干渉、回折 |
ホイヘンスの原理を用いて、波の干渉や回折について説明できる。
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| 5週 |
平面を伝播する波 (2) ：反射の法則、屈折の法則、全反射 |
波の反射や屈折の法則を理解し、全反射などを説明し、関連する問題を解くことができる。
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| 6週 |
音波 (1) ：音速、音の三要素、音の干渉、うなり |
音の三要素の関係について理解し、音波の干渉やうなりについて説明できる。
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| 7週 |
音波 (1) ：音速、音の三要素、音の干渉、うなり |
音の三要素の関係について理解し、音波の干渉やうなりについて複雑な問題を解くことができる。
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| 8週 |
音波 (2) ：弦の固有振動、気柱の固有振動 |
弦や気柱の固有振動について理解し、固有振動の形状などを説明することができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
音波 (2) ：弦の固有振動、気柱の固有振動 |
弦や気柱の固有振動について理解し、複雑な問題を解くことができる。
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| 10週 |
音波 (3) ：共振・共鳴、ドップラ効果 |
共振、共鳴、ドップラー効果について理解し、関連する問題を解くことができる。
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| 11週 |
光波 (1) ：光速、可視光、光の反射と屈折、光の全反射 |
光波について基本的な性質を理解し、反射や屈折などの問題を解くことができる。
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| 12週 |
光波 (2) ：光路長、光の回折と干渉１（ヤングの干渉実験） |
光波について、ヤングの干渉実験を理解し、説明することができる。
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| 13週 |
光波 (3) ：光の回折と干渉２（薄膜による反射、ニュートンリング）、分散とスペクトル |
光波について、光路長を理解し、反射と干渉による複雑な問題を解くことができる。
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| 14週 |
光学機器 ：平面鏡、レンズの焦点距離、光ファイバ、レーザ |
平面鏡やレンズをはじめとした光学機器について理解し、説明することができる。
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| 15週 |
光学機器 ：平面鏡、レンズの焦点距離、光ファイバ、レーザ |
光ファイバやレーザをはじめとした光学機器について理解し、説明することができる。
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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
| 定期試験 | 小テスト | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 30 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 30 | 20 | 100 |