到達目標
質点系、剛体の運動について基本的な問題を解くことができる。振動、波動現象を微分方程式で表現し、解くことができる。光の干渉、回折現象を扱うことができる。原子核と放射線について説明できるようになる。
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 | 質点系、剛体の運動について基本的な問題を解くことができる。 | 助言等あれば、質点系、剛体の運動について基本的な問題を解くことができる。 | 質点系、剛体の運動について基本的な問題を解くことができない。 |
評価項目2 | 振動、波動現象を微分方程式で表現し、解くことができる。 | 助言等あれば、振動、波動現象を微分方程式で表現し、解くことができる。 | 振動、波動現象を微分方程式で表現し、解くことができない。 |
評価項目3 | 光の干渉、回折現象を扱うことができる。 | 助言等あれば、光の干渉、回折現象を扱うことができる。 | 光の干渉、回折現象を扱うことができない。 |
評価項目4 | 原子核と放射線について説明できる。 | 助言等あれば、原子核と放射線について説明できる。 | 原子核と放射線について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
質点系と剛体の運動について学習する。振動、波動現象を微分方程式で表現し、基本的な解法を学習する。光の干渉、回折について学習する。さらに、原子と原子核について学ぶ。
授業の進め方・方法:
課題や小テストで、習熟度を勘案して進めていく。そのため、課題については必ず自分で解いて提出し、小テスト前には復習しておくこと。
注意点:
<事前学習>
次回学習する分野について3年生までに学んだ基礎事項を確認しておく事。また教科書を一読しておくこと。
<事後学習>
講義内容を復習し理解した上で、出された課題を次回提出できるよう解いておくこと。
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 |
角運動量(1) 外積、力のモーメント |
外積、力のモーメントの計算ができる。
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2週 |
角運動量(2) 角運動量、回転の運動方程式 |
角運動量の計算ができ、回転の運動方程式を立てることができる。
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3週 |
角運動量(3) 全角運動量と角運動量保存則、 |
角運動量保存則を導出することができる。
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4週 |
回転軸の周りの回転(1) 運動方程式 運動エネルギー |
回転軸の周りの回転の運動方程式を立てることができる。
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5週 |
慣性モーメント(1) 慣性モーメントを計算するための式 |
慣性モーメントを計算することができる。
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6週 |
慣性モーメント(2) 慣性モーメントを計算するための式 |
積分を用いて、慣性モーメントを計算することができる。
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7週 |
自由な運動(1) ヨーヨーの運動 |
自由な運動の例として、ヨーヨーの運動を扱うことができる。
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8週 |
自由な運動(2) 転がる円柱にブレーキをかけたときの運動 |
自由な運動の例として転がる円柱にブレーキをかけたときの運動を扱うことができる。
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2ndQ |
9週 |
振動(1) 単振動 基本の復習 |
単振動の基本事項を説明することができる。
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10週 |
振動(2) 速度に比例する抵抗力を含む系の振動、定数係数2階同次微分方程式 |
速度に比例する抵抗力を含む系の振動を定数係数2階同次微分方程式として書き、解くことができる。
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11週 |
振動(3) 減衰振動・臨界制動・過減衰 |
減衰振動・臨界制動・過減衰 を解くことができる。
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12週 |
振動(4) 強制振動、定数係数2階非同次微分方程式 |
強制振動を定数係数2階非同次微分方程式として書き、解くことができる。
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13週 |
振動(5) 共振 |
共振現象を数理的に説明できる。
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14週 |
波動と波動方程式(1) 波動の基本、復習 |
波動現象の基本を説明することができる。
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15週 |
試験返却と解説 波動と波動方程式(2) 試験講評、弦を伝わる波動 |
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
波動と波動方程式(3) 波動方程式とその解 |
波動方程式とその解を説明することができる。
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2週 |
波動と波動方程式(4) 音波 |
音波について説明することができる。
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3週 |
波動と波動方程式(5) 波のエネルギー、定常波 |
波のエネルギー、定常波について計算するこができる。
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4週 |
光の伝搬(1) 光の速さと波長 |
光の速さと波長について説明することができる。
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5週 |
光の伝搬(2) 光の反射と屈折、全反射 |
光の反射と屈折、全反射について説明することができる。
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6週 |
光の干渉(1) ヤングの実験 |
ヤングの実験について説明し、計算することができる。
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7週 |
光の干渉(2) 薄膜や薄い空気の層による光の干渉 |
薄膜や薄い空気の層による光の干渉について説明し、計算することができる。
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8週 |
光の干渉(3) X線回折 |
X線回折について、計算することができる。
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4thQ |
9週 |
原子と原子核(1): 原子と電子、比電荷と電気素量 |
比電荷と電気素量について説明できる。
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10週 |
原子と原子核(2): 光の粒子性、電子の波動性、原子の構造 |
光の粒子性、電子の波動性、原子の構造について説明し、計算をすることができる。
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11週 |
原子と原子核(3): 金属と半導体 |
金属と半導体の基本性質について説明できる。
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12週 |
原子と原子核(4): 原子核の構成、同位体 |
原子核の構成、同位体について説明できる。
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13週 |
原子と原子核(5): 原子核の崩壊、放射線 |
原子核の崩壊、放射線について説明できる。
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14週 |
原子と原子核(6): 半減期、放射線と物質の相互作用 |
半減期について計算し、放射線と物質の相互作用について説明できる。できる。
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15週 |
試験返却・解説 原子と原子核(7): 試験講評、質量とエネルギーの等価性、核反応
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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
| 試験 | 課題小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
能力 | 70 | 30 | 100 |