到達目標
(1)ベクトル解析の初歩を理解し、それに基いて電磁波の基本的特性を説明できる。
(2)相対性理論の初歩を理解することで、GPS等の機器に応用される時空の関係について説明できる。
(3)光エレクトロニクスの基本となる光の量子論や熱的な原理について説明できる。
(4)医療機器に応用される放射線・放射能の基本的特性について説明できる。
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 | ベクトル解析の初歩によって電磁波を導き、その基本的特性について説明できる。 | ベクトル解析の初歩をある程度理解し、電磁波との関連について説明できる。 | ベクトル解析およびそれと電磁波の関連を説明できない。 |
評価項目2 | 相対性理論の基本を理解し、それによる時空やエネルギー・運動量の関係を説明できる。 | 相対性理論の基本において時空やエネルギー・運動量の関係性をある程度説明できる。 | 相対性理論の基本や時空とエネルギー・運動量の関係について説明できない。 |
評価項目3 | 光の量子論と熱現象について理解し、光学機器との関連について説明できる。 | 光の量子論と熱現象についてある程度理解し、それが応用されていることを説明できる。 | 光の量子論や熱現象の基本について説明できない。 |
評価項目4 | 放射線・放射能の基本的特性を理解し、医療機器との関連について説明できる。 | 放射線・放射能の基本的特性をある程度理解し、それが医療機器に応用されることを説明できる。 | 放射線・放射能の基本的特性について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
JABEE J(05)
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本校 (1)-c
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電子機械 (3)-a
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教育方法等
概要:
電子機器の動作の基本原理を理解するために必要となる考え方を学習する。
授業の進め方・方法:
講義と演習形式。適宜小テスト,レポート等で理解を助ける。
注意点:
・出席,授業態度を重視し,定期試験,レポート、小テストによる総合評価。特別な事情があって成績が悪い場合,授業態度を考慮して,レポ―ト等で補うことがある。
・授業態度の悪い者、注意が多い者については、特別補習や特別課題を課すものとする。
・授業の進度については、クラスの理解度を考慮しながら調整するため、場合によっては一部内容を変更することがある。
・疑問点や質問があれば率先して聞くよう心掛ける。
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 |
電磁波の理論(1) |
波動方程式とベクトル解析の初歩を学び、それによってマクスウェル方程式から電磁波が得られることを説明できる。
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2週 |
電磁波の理論(2) |
〃
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3週 |
電磁波の理論(3) |
電磁波の特性である反射・屈折・偏光の法則について学び、それらと電子機器との関連について説明できる。
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4週 |
相対性理論入門(1) |
時間・空間の変換性について学び、それによって時空の伸縮について説明できる。
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5週 |
相対性理論入門(2) |
運動する物体のに対する相対論の効果について説明できる。
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6週 |
相対性理論入門(3) |
質量とエネルギーの関係について学び、それによって引き起こされる現象を説明できる。
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7週 |
まとめ |
問題演習によって知識を確実なものとする。
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8週 |
後期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
光の量子論(1) |
量子論の契機となった光による各効果を学び、その光学機器への応用について説明できる。
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10週 |
光の量子論(2) |
〃
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11週 |
放射線・放射能(1) |
原子核と放射能について学び、その記法や単位について説明できる。
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12週 |
放射線・放射能(2) |
放射線・放射能の基本について学び、医療機器との関連について説明できる。
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13週 |
統計力学入門(1) |
熱力学と統計力学の基本や熱電磁気現象について学び、その原理について説明できる。
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14週 |
統計力学入門(2) |
量子統計の初歩を学び、バンド構造との関係を説明できる。
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15週 |
まとめ |
問題演習によって知識を確実なものとする。
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16週 |
学年末試験 |
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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 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 2 | 前1,前2 |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 2 | 前1,前2 |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | 前1,前2 |
電流が作る磁界をビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。 | 2 | 前1,前2 |
電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。 | 2 | 前1,前2 |
電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12 |
エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12 |
原子の構造を説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12 |
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 3 | 前13,前14 |
電力 | 原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。 | 2 | 前11,前12 |
計測 | SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。 | 4 | 前11,前12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 10 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 10 | 0 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |