到達目標
量子力学および特殊相対性理論を中心に、現代物理学の基本的な見方、考え方と、基礎的な概念を理解することが目標である。
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 | 現代物理学の基本的な見方、考え方，概念が身についており，詳細に説明することができる。 | 現代物理学の基本的な見方、考え方，概念が身についている。 | 現代物理学の基本的な見方、考え方，概念が身についていない。 |
| 評価項目2 | 現代物理学の発展的な問題が解ける。 | 現代物理学の基本的な問題が解ける。 | 現代物理学の基本的な問題が解けない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
技術者の専門基礎という視点から、現代物理学の概要について講義する。はじめに、古典物理学との関係、物理学の方法、20世紀物理学の業績、社会との関連について概括し、その全体的特徴を把握する。ついで、前期量子論、量子力学、物質の構造、原子核、相対性理論に関する基礎的、基本的な概念についておさえる。
授業の進め方・方法:
視聴覚教材を用いたり演示実験を行いながら講義を進める。あわせて、学習シートにより、学習状況を確認しながら形成的評価を行い、授業を進める。基礎的な内容の理解を深めるための演習もあわせて行う。
テキスト『現代物理学』の演習問題の演習を、学修課題とする。
注意点:
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 |
オリエンテーション |
古典物理学と現代物理学の違い、科学の方法について考える。
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| 2週 |
現代物理学の業績 |
現代物理学と日常生活との関わり、ノーベル物理学賞を受賞した物理学者とその業績について概括し、20世紀物理学の特徴、社会との関連を考察する。
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| 3週 |
量子力学(1) |
プランクの量子仮説、アインシュタインの光量子仮説、コンプトン散乱
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| 4週 |
量子力学(2) |
ボーアの水素原子模型、ド・ブロイ波、不確定性原理
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| 5週 |
量子力学(3) |
シュレーディンガーの波動方程式、波動関数
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| 6週 |
量子力学(4) |
井戸型ポテンシャルの中の自由粒子、トンネル効果
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| 7週 |
量子力学(5) |
調和振動子、水素原子、スピン
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| 8週 |
量子力学(6) |
固体、導体と半導体
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| 4thQ |
| 9週 |
原子核(1) |
原子及び原子核の構造、放射線とその検出、【観察】α線
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| 10週 |
原子核(2) |
核分裂と核融合、原子核エネルギー
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| 11週 |
相対性理論(1) |
「アインシュタインロマン 考える＋翔ぶ！ 相対性理論」の視聴（CGによる相対性理論のイメージ化）
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| 12週 |
相対性理論(2) |
特殊相対性原理、光速度不変の原理、同時刻の相対性、時間の遅れ、長さの収縮、素粒子、ミュー中間子の寿命
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| 13週 |
相対性理論(3) |
ローレンツ変換
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| 14週 |
相対性理論(4) |
相対性理論と力学
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| 15週 |
期末試験 |
講義内容の理解度を確認する。
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| 16週 |
まとめ |
講義を振り返り、まとめを行う。
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 4 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 4 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 4 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 4 | |
| 電子・原子に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |