応用物理1

科目基礎情報

学校 新居浜工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 応用物理1
科目番号 110301 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 初歩から学ぶ基礎物理学 熱・波動 柴田洋一 他 大日本図書、初歩から学ぶ基礎物理学 力学II 柴田洋一 他 大日本図書
担当教員 安里 光裕

到達目標

1. 音波に関わる現象を理解し、説明や計算ができる
2. 光波に関わる現象を理解し、説明や計算ができる
3. 基本的な物理量を微分・積分を用いて理解し、計算ができる
4. 微分方程式としての運動方程式を立て、解の計算ができる
5. 回転運動に関わる物理量を理解し、計算できる

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音波に関わる現象を理解・説明でき、発展的な問題を解くことができる音波に関わる現象について基本的な問題を解くことができる音波に関わる現象について理解できない
評価項目2光波に関わる現象を理解・説明でき、発展的な問題を解くことができる光波に関わる現象について基本的な問題を解くことができる光波に関わる現象について理解できない
評価項目3さまざまな物理量を微分積分を用いて説明し、計算できる基本的な物理量を微分積分を用いて計算できる基本的な物理量を微分積分を用いて記述できない
評価項目4微分方程式を用いて運動方程式を立て、その解を求めることができる微分方程式を用いて運動方程式を立てることができる微分方程式を用いて運動方程式を立てることができない
評価項目5回転運動に関わる物理量を理解・説明でき、それを計算できる回転運動に関わる物理量を計算できる回転運動に関わる物理量について理解できない

学科の到達目標項目との関係

工学基礎知識 (A) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
応用物理1では、音波、および、光波について学んだ後、質点の力学について微分・積分、ベクトルなどを用いてより深く学ぶ。
授業の進め方・方法:
講義形式で授業を行う。前期は2年生で学んだ波動の応用として音波と光波をあつかう。後期は微分と積分を用いた力学を学ぶ。
注意点:
単位を修得せず進級した場合、評点が40点未満であれば単位追認試験を受けることができない。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス、音波の速さ、音の三要素 1
2週 音波の反射、屈折、回折 1
3週 音波の干渉、うなり 1
4週 弦の固有振動 1
5週 気柱の固有振動 1
6週 共振、共鳴 1
7週 中間試験
8週 答案返却、ドップラー効果1 1
2ndQ
9週 ドップラー効果2 1
10週 光の速さ、光の反射、屈折 2
11週 光の回折・干渉1(ヤングの実験) 2
12週 光の回折・干渉2(回折格子) 2
13週 偏光、光の分散、スペクトル 2
14週 レンズ 2
15週 問題演習 1,2
16週 前期期末試験
後期
3rdQ
1週 位置・速度・加速度1(直線運動) 3
2週 位置・速度・加速度2(平面運動) 3
3週 運動の三法則 3,4
4週 運動方程式1(微分方程式) 4
5週 運動方程式2(運動の解析) 4
6週 仕事と仕事率 3
7週 運動エネルギーと位置エネルギー 3
8週 中間試験
4thQ
9週 答案返却、保存力 3
10週 力学的エネルギー保存則 3
11週 角運動量 5
12週 力のモーメント 5
13週 角運動量保存則 5
14週 慣性モーメント 5
15週 問題演習 3,5
16週 学年末試験

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力学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
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
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
角運動量を求めることができる。3
角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。3
波動弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。3
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。3
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。3
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。3
自然光と偏光の違いについて説明できる。3
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。3
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
物理実験物理実験光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。3

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80000020100
基礎的能力80000020100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000