自然現象を系統的,論理的に考えていく能力を養い,広く自然の諸現象を科学的に解明するための物理的な見方,考え方を見につけさせる.さらに,物理学は工学を学ぶための極めて重要な基礎であり,多くの分野において科学技術の発展に欠かせない知識であることを認識させる.
物理CIでは，
・電気および磁気の基本的な現象を説明できる。
・電気と磁気との関連を理解し、解くことができる。
・応用物理実験を行い、力学，電気・電磁気，光，原子・分子の分野の実験を行い、実験の内容を説明できる。
ことを目標とする．
学習・教育到達度目標 A① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 A② 自主的・継続的な学習を通じて、基礎科目に関する問題を解くことができる。
JABEE SA① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する共通基礎を理解できる。
JABEE SA② 自主的・継続的な学習を通じて、共通基礎科目に関する問題を解決できる。
概要:
電気および磁気の基本的な現象を理解する。電気と磁気との関連も理解する。身の周りにある電気機器等に電磁気の法則がどのように応用されているかを学ばせる。原子、分子、原子核等のミクロな世界の基礎を学ばせる。
応用物理実験を行い、電気・電磁気，光，原子・分子の分野の実験を行い、5年次開講の応用物理の基礎を身につける。
授業の進め方・方法:
前期中間試験までに応用物理実験を行い，電気・電磁気，光，原子・分子の分野について理解する．
履修済みの電気分野を確認後に電気磁気学・原子の世界へ導く授業を行うため，問題集等を用いて理解を深め、計算能力も付けるようにする。 また、実験教材を多用して視覚的、直感的に電磁気的現象・ミクロな世界の物理法則が理解できるようにする。
注意点:
・授業で課せられる演習問題課題への提出が求められる．
・授業の内容はノートに書き留めておくこと．学んだことを確認するのに役立ちます．
・疑問があれば，自分で調べ，考える事．解決できなければ，クラス内で討論し理解を深めて下さい．
・応用物理実験は、安全に実験を実施することに注意する。(応用物理実験のレポートをすべて提出し，受理されていないと合格できないのでレポートの提出・内容には十分注意すること)
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
応用物理実験のガイダンス |
・安全な器具の取扱．
・実験報告書の形式．
・実験データの精度．
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| 2週 |
チームリーダーの育成 |
・実験班のリーダーとして班員を指導できる．
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| 3週 |
力学分野 |
・ねじれ振り子の剛性率の測定
・重力加速度の測定
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| 4週 |
電気・電磁気学分野 |
・シンクロスコープの実験
ー発振回路(のこぎり波)―
―発振回路(マルチバイブレータ)―
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| 5週 |
光の分野 |
・光ファイバの伝送損失の実験
・ニュ－トン管－光の干渉－
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| 6週 |
電子・原子分野 |
・フランク・ヘルツの実験
・放射線シミュレーション・放射線測定実験
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| 7週 |
レポート作成指導 |
・実験報告書の形式
・実験データの精度
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| 8週 |
中間試験 |
・既習領域の問題を解くことができる．
(2年時の電気基礎の内容も含める)
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験内容について解説
電荷と静電気力 |
試験内容を理解する．
・静的な電気について説明できる．
・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
・静電誘導について説明できる．
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| 10週 |
電界とその性質 |
・クーロンの法則について説明し，点電荷の間に働く静電気力を求めることができる．
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| 11週 |
電界とその性質 |
・電界について説明できる．
・電気力線について説明できる．
・電気力による位置エネルギーを理解し，電位を説明できる．
・電位差・複数の電荷による電位を求めることができる．
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| 12週 |
ガウスの法則 |
・ガウスの法則を説明でき，電界の計算ができる．
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| 13週 |
コンデンサー
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・静電遮蔽について説明できる．
・電気容量の計算ができる．
・コンデンサーに蓄えられたエネルギーの計算ができる．
・コンデンサーの接続による合成容量の計算ができる．
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| 14週 |
直流回路
ホイートストンブリッジ |
・直流回路の計算ができる．
・ホイートストンブリッジの説明ができ，未知抵抗の計算
ができる．
直流回路においてコンデンサーを含む回路の計算ができる．
・半導体の性質について説明できる．
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| 15週 |
定期試験 |
・既習領域の問題を解くことができる．
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| 16週 |
試験内容について解説 |
試験内容を理解する．
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| 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 | 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9 |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | 前10,前11 |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 前10,前11 |
| 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10,前11 |
| 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14 |
| 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14 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 前14 |
| 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。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 力学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 | 前1,前2,前3,前7 |
| 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 | 前1,前2,前5,前7 |
| 電磁気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 | 前1,前2,前4,前7 |
| 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。 | 3 | 前1,前2,前6,前7 |
| 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| 共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7 |