応用物理Ⅱ

科目基礎情報

学校 鈴鹿工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 応用物理Ⅱ
科目番号 0112 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電子情報工学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:「新編 物理学」藤城敏幸 東京教学社
担当教員 田村 陽次郎

目的・到達目標

質点の力学,質点系と剛体の力学,熱力学及び現代物理の基礎を理解し,それらに関連した諸物理量を求めるために数学的知識に基づいて問題を式に表すことができ,解を求めることができる

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質点の力学に関する応用的な問題を解くことができる.質点の力学に関する基礎的な問題を解くことができる.質点の力学に関する基礎的な問題を解くことができない.
評価項目2質点系と剛体の力学に関する応用的な問題を解くことができる.質点系と剛体の力学に関する基礎的な問題を解くことができる.質点系と剛体の力学に関する基礎的な問題を解くことができない.
評価項目3熱力学に関する応用的な問題を解くことができる.熱力学に関する基礎的な問題を解くことができる.熱力学に関する基礎的な問題を解くことができない.
評価項目4現代物理学の基礎に関する応用的な問題を解くことができる.現代物理学の基礎に関する基礎的な問題を解くことができる.現代物理学の基礎に関する基礎的な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:
物理は自然界の法則,原理を追求する学問であり,専門科目を学ぶための重要な基礎科目となっている.本講義では,微分,積分,ベクトルを使い,大学程度の物理を学ぶ.質点の力学,質点系と剛体の力学に続き,熱力学及び現代物理の基礎を学ぶ.
授業の進め方と授業内容・方法:
第1週~第30週までの内容はすべて,学習・教育到達目標(B)<専門>に相当する.
注意点:
<到達目標の評価方法と基準>下記授業計画の「到達目標」を網羅した問題を2回の中間試験,2回の定期試験で出題し,目標の達成度を評価する.達成度評価における各「知識・能力」の重みは概ね均等とする.随時演習課題の提出を求める.各試験と課題の評価結果が百点法で60点以上の場合に目標の達成とする.
<学業成績の評価方法および評価基準>前期中間,前期末,後期中間,学年末の4回の試験の平均点を80%,課題の得点を20%として評価する.定期試験で60点を取得できない場合には,再試験を行う場合がある(60点を上限として評価する).前期末試験、学年末試験においては再試験を行わない.
<単位修得条件>学業成績で60点以上を取得すること.
<あらかじめ要求される基礎知識の範囲>3年生までに習った数学および「物理」「応用物理Ⅰ」の学習が基礎となる教科である.
<自己学習>授業で保証する学習時間と,予習・復習(中間試験,定期試験,小テストのための学習も含む)に必要な標準的な学習時間の総計が,90時間に相当する学習内容である.
<備考>随時演習課題の提出を求める.本教科は後に学習する応用物理学(専攻科)の基礎となる教科である.

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・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 質点と質点の位置,ベクトル,速度と加速度 1.加速度,速度,位置・変位を求めることができる.
2週 運動の法則 2.与えられた条件下において適切な運動方程式を記述できる.
3週 簡単な運動 上記2
4週 抵抗を受ける運動 上記2
5週 仕事と運動エネルギー 3.仕事と運動エネルギーの関係や保存力場の性質を利用して,適切な関係式を記述でき,関連する諸物理量を求めることができる.
6週 保存力と位置エネルギー 上記3
7週 万有引力 上記3
8週 前期中間試験 これまでに学習した内容について理解している.
2ndQ
9週 束縛運動と摩擦,相対運動と見かけの力 上記3
10週 質点系の運動 4.運動量や角運動量が保存される系において,適切な関係式を記述でき,関連する諸物理量を求めることができる.
11週 質点系の角運動量と運動エネルギー 上記4
12週 剛体にはたらく力と力のモーメント 5.並進と回転における運動方程式を記述でき,関連する諸物理量を求めることができる.
13週 固定軸の周りの剛体の運動 上記5
14週 慣性モーメントの求め方 6.慣性モーメントを求めることができる.
15週 剛体の平面運動 上記5
16週
後期
3rdQ
1週 温度と熱 7.熱現象について理解し,関連する諸物理量を求めることができる.
2週 相転移と固体の熱的性質,熱の移動 上記7
3週 気体の分子運動論 8.気体分子運動の観点から状態量を求めることができる.
4週 熱力学第1法則 9.熱力学第1法則を利用して,様々な変化条件の下で,関連する諸物理量を求めることができる.
5週 理想気体の内部エネルギーと比熱 上記9
6週 理想気体の等温変化と断熱変化 上記9
7週 カルノー・サイクルと熱効率 上記9
8週 後期中間試験 これまでに学習した内容について理解している.
4thQ
9週 熱力学第2法則,エントロピー 10.熱力学第2法則を適用して,与えられた条件下で,エントロピーの変化量を求めることができる.
10週 エントロピーの分子論的意味と自由エネルギー 上記10
11週 熱放射と量子仮説,光電効果 11.光の粒子性と電子の波動性を理解し,関連する諸物理量を求めることができる.
12週 コンプトン効果,X線スペクトル 上記11
13週 電子の波動性 上記11
14週 原子模型とボーアの量子理論 12.原子の構造に関して,基礎的概念を理解し,関連する諸物理量を求めることができる.
15週 原子核と素粒子 上記12
16週

評価割合

試験課題相互評価態度発表その他合計
総合評価割合80200000100
配点80200000100