到達目標
1.計測工学の基本となるSI単位系について理解できる
2.光応用計測の基本となる波動,反射と屈折,干渉について理解できる
3..光応用計測の基本となるフレネル回折,フラウンホーファー回折,ブラッグ回折,偏光について理解できる
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 |
SI単位系に関する理解 | SI単位系に関して完全に理解している. | SI単位系に関して理解している. | SI単位系に関して理解していない. |
波動,反射と屈折,干渉に関する理解 | 光の電磁波としての振る舞い,光が媒質に入射した際の反射と屈折,振動数が同じ,または,異なる2つの波の重ね合わせ,2つのピンホールによる干渉,ニュートンリング,薄膜による干渉,レイリー干渉計,マイケルソン干渉計,光の可干渉性について正しく説明でき,波動,反射と屈折,干渉に関して完全に理解している. | 光の電磁波としての振る舞い,光が媒質に入射した際の反射と屈折,振動数が同じ,または,異なる2つの波の重ね合わせ,2つのピンホールによる干渉,ニュートンリング,薄膜による干渉,レイリー干渉計,マイケルソン干渉計,光の可干渉性について説明でき,波動,反射と屈折,干渉に関して理解している. | 光の電磁波としての振る舞い,光が媒質に入射した際の反射と屈折,振動数が同じ,または,異なる2つの波の重ね合わせ,2つのピンホールによる干渉,ニュートンリング,薄膜による干渉,レイリー干渉計,マイケルソン干渉計,光の可干渉性について説明できず,波動,反射と屈折,干渉に関しても理解していない. |
フレネル回折,フラウンホーファー回折,ブラッグ回折,偏光に関する理解 | ホイエンス・フレネルの原理,球面波の伝搬とフレネル帯,キルヒホッフの公式, スリットによる光の回折,ブラッグ回折,偏光について正しく説明でき,フレネル回折,フラウンホーファー回折,ブラッグ回折,偏光について完全に理解している. | ホイエンス・フレネルの原理,球面波の伝搬とフレネル帯,キルヒホッフの公式, スリットによる光の回折,ブラッグ回折,偏光について説明でき,フレネル回折,フラウンホーファー回折,ブラッグ回折,偏光について理解している. | ホイエンス・フレネルの原理,球面波の伝搬とフレネル帯,キルヒホッフの公式, スリットによる光の回折,ブラッグ回折,偏光について説明できず,フレネル回折,フラウンホーファー回折,ブラッグ回折,偏光についても理解していない. |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程(本科1〜5年)学習教育目標 (2)
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JABEE基準 (d-2a)
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JABEE基準 (d-2b)
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システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 D-1
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教育方法等
概要:
本講義では,計測工学の基本となるSI単位系,および,光応用計測の基本となる幾何光学,干渉,回折,偏光等についての演習を行う.
授業の進め方・方法:
座学による演習が中心である.また,適宜,講義項目に関する小テストを実施し,各自の理解度を確認する.また,1回の定期試験返却時に解説を行い,理解が不十分な点を解消する.積極的な授業参加や成績不振者の学力補充レポートの提出があった場合は加点評価とし,課題レポートの未提出・提出遅れ,講義中の他の学生への迷惑行為(私語など)が認められた場合は減点評価とする.
注意点:
関連科目
電磁気学Ⅰ・Ⅱ
学習指針
各自の経験や身近な体験をもとに,光に関する現象を理解しようとする工夫が重要となる.
自己学習
講義内容の深い理解,到達目標の早期達成のために,講義時間以外の予習・復習に努めること.
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 |
SI単位系 |
計測工学の基本となるSI単位系について理解できる
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2週 |
波動と波動方程式 反射と屈折の法則 |
光の電磁波としての振る舞いについて理解できる 光が媒質に入射した際の反射と屈折について理解できる
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3週 |
波の重ね合わせ |
振動数が同じ,または,異なる2つの波の重ね合わせについて理解できる
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4週 |
光の干渉 |
2つのピンホールによる干渉,ニュートンリング,薄膜による干渉について理解できる
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5週 |
干渉の応用 |
レイリー干渉計,マイケルソン干渉計について理解できる
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6週 |
可干渉性 |
光の可干渉性について理解できる
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7週 |
中間試験 |
授業内容を理解し,試験問題に対して正しく理解できる
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8週 |
光の伝搬とフレネルの理論(1) |
ホイエンス・フレネルの原理について理解できる
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4thQ |
9週 |
光の伝搬とフレネルの理論(2) |
球面波の伝搬とフレネル帯について理解できる
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10週 |
キルヒホッフの回折理論 |
キルヒホッフの公式について理解できる
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11週 |
フレネル回折とフラウンホーファー回折(1) |
スリットによる光の回折を理解できる
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12週 |
フレネル回折とフラウンホーファー回折(2) |
スリットによるフレネル回折を理解できる
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13週 |
フレネル回折とフラウンホーファー回折(3) |
スリットによるフラウンホーファー回折を理解できる
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14週 |
ブラッグ回折 |
ブラッグ回折について理解できる
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15週 |
偏光 |
直線偏光,円偏光,楕円偏光について理解できる
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16週 |
期末試験 |
授業内容を理解し,試験問題に対して正しく理解できる
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 計測の定義と種類を説明できる。 | 4 | |
測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 4 | |
国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。 | 4 | |
代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 小テスト | 各種課題・講義ノート作成 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 15 | 15 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 15 | 15 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |