到達目標
力学・光学・電子回路・量子論・原子核における基本知識を学び, 基本的実験の原理を理解する. 物理実験で用いる実験器具の使用方法, データの解析方法を習得する.
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（実験原理）
| 力学・光学・電子回路・量子論・原子核における確認問題に答えられる. 関連実験のデータをもとに解析ができる. | 力学・光学・電子回路・量子論・原子核における確認問題に答えられる | 力学・光学・電子回路・量子論・原子核における簡単な確認問題に答えられない. |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 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。
準学士課程の教育目標 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。
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 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。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 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。
教育方法等
概要:
本授業では座学を主とし、力学・光学・電子回路・量子論・原子核における基本知識, 基本的実験の原理を講義する. 各実験で用いる実験器具の使用方法についても講義する. また, 物理実験におけるデータの基本的解析方法も講義し, 仮データを用いた解析の実習も行う. 物理実験における基本的知識を習得してもらうことを目指す.
授業の進め方・方法:
座学中心の授業である. 教科書も用いるが, ウェブで閲覧可能資料を使用してかなり早いペースで授業を行う. 更に詳しく学びたい学生のために文献は授業中に紹介する.
注意点:
学修状況の確認のため, 定期的に課題を出す. 授業中に行う演習も課題として提出してもらう. 課題取組状況は成績評価に反映させる.
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス
レベル確認テスト |
科目趣旨・趣旨, 予習復習, 課題への対応について理解する.
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| 2週 |
半導体の基礎 |
半導体の性質と整流作用を理解する．
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| 3週 |
ダイオード
トランジスタ① |
ダイオードの性質を理解する．
トランジスタの基本原理を理解する．
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| 4週 |
トランジスタ② |
トランジスタの増幅作用を理解する．
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| 5週 |
力学①
質点の力学（並進運動, 円運動） |
質点の並進運動, 円運動の運動方程式を微分を用いて計算できる.
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| 6週 |
力学②
剛体の力学（慣性モーメント） |
角運動量, 慣性モーメントについて理解し, 計算できる.
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| 7週 |
力学③
重力加速度測定、剛性率の測定 |
振子を用いた重力加速度の実験の原理を理解する. 剛性率の測定実験の原理を理解する.
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| 8週 |
中間試験 |
学習内容が理解できていて, 確認問題を解くことができる.
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| 2ndQ |
| 9週 |
光
光のスペクトル、光の回折と干渉 |
光の回折と干渉について理解し, 簡単な確認問題を解くことができる. ニュートンリングを用いた光の波長測定の実験の原理を理解する.
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| 10週 |
電子
e/mの測定、電気素量eの測定 |
電子の性質, 質量, 電荷の測定実験の原理について理解する.
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| 11週 |
光の粒子性
光電効果 |
光の波的性質と粒子的性質を理解する. 光電効果やコンプトン散乱を理解する. プランク定数測定実験の原理を理解する.
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| 12週 |
ボーアの原子模型、原子のスペクトル
リュードベリ定数の測定
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ボーアの原子模型, 水素原子のエネルギー準位, 輝線, リュードベリの関係式について理解する.
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| 13週 |
フランクヘルツの実験 |
原子のエネルギー準位と励起・放射について簡単な問題を解くことができる. フランクヘルツの実験の原理を理解する.
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| 14週 |
原子核と放射線①
原子核の構成、崩壊、原子核反応と各エネルギー
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原子核の構成、核力、結合エネルギーについて理解する. 原子核の崩壊, 半減期、安定性ならびに年代測定などの説明や簡単な計算ができる.
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| 15週 |
原子核と放射線①
放射線測定 |
放射線測定の実験の原理を理解する.
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| 16週 |
定期試験返却・解説 |
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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。 | 3 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 熱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 | |
| 波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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 物理化学 | 放射線の種類と性質を説明できる。 | 4 | 前14,前15 |
| 放射性元素の半減期と安定性を説明できる。 | 4 | 前14,前15 |
| 年代測定の例として、C14による時代考証ができる。 | 4 | 前14,前15 |
| 核分裂と核融合のエネルギー利用を説明できる。 | 4 | 前14,前15 |
評価割合
| 試験 | 課題・演習 | レポート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 前期座学 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |