電磁気:クーロンの法則や電場、電位などの基本的概念を説明できる。また、電流が磁場を生み出すことを説明でき、簡単な場合について磁場の強さを計算できる。電磁誘導などの電気と磁気が絡み合う現象についての理論を説明できる。
量子論:光や電子の粒子性と波動性を説明でき、ボーアの原子模型から離散スペクトルを計算できる。
微分積分を用いた力学:微積分を用いて力学や電磁気学に現れる諸量を表し、基本的な問題を扱うことができる。
概要:
物理学は自然現象の探求を目的として発展した学問であるが、その成果は現代科学技術のあらゆる分野の基礎になっている。本講義では、物理学の学習を通じて自然現象を系統的・論理的に考える力を養い、広く自然の諸現象を科学的に解明、応用するための物理的な見方、考え方を身につける。3年では、おもに電磁気学と量子論の基礎を学ぶ。また、微分積分を用いた力学、電磁気学の扱い方について初等的な内容の学習をおこなう。
授業の進め方・方法:
授業は、小テスト(前回の復習)、講義による説明(新しく学ぶ内容)、問題演習(学んだ内容の確認)で構成します。
【授業時間60時間】
注意点:
前期中間試験はCBT試験を実施します。
| 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 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | |
| 直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | 後9 |
| 自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
| 質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 3 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
| 作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 3 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | 後10 |
| 静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 3 | |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 波動 | 自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | 前14 |
| 光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | 前15 |
| 波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 3 | 前15 |
| 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | 前1 |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 前1 |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | 前1 |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | 前5 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 前6 |