物理II

科目基礎情報

学校 熊本高等専門学校 開講年度 令和08年度 (2026年度)
授業科目 物理II
科目番号 LK1303 科目区分 一般 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 人間情報システム工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 「総合物理1 力と運動・熱」 数研出版 「総合物理2 波・電気と磁気・原子」 数研出版
担当教員 工藤 友裕,岡 智典

到達目標

単振動、万有引力について関係式を記述できる。
熱力学の基礎を理解し,関係式を記述できる。
一次元の波動の式,一般的な波の性質を理解できる。音,光についての性質を理解できる。

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
単振動、万有引力について関係式を記述できる。単振動の具体例についてのより一般的な問題を解くことができる。 ケプラーの第2法則が中心力と関係している事,ケプラーの第3法則から万有引力の逆2乗則を導く事ができる。 運動方程式や、力学的エネルギー保存の関係から第1宇宙速度や第2宇宙速度の関係式を導くことができる。単振動の例として、ばね振り子や単振り子の問題を解くことができる。 ケプラーの3法則を知り,万有引力の法則を用いて簡単な場合の運動方程式を記述できる。 第1宇宙速度、第2宇宙速度の関係式を用いた計算ができる。単振動の例として、ばね振り子や単振り子の問題を解くことができない。 万有引力の法則を用いて簡単な場合の運動方程式を記述できない。 第1宇宙速度、第2宇宙速度の関係式を用いた計算ができない。
熱力学の基礎を理解し,関係式を記述できる。標準的到達レベルはもとより,熱力学の第1法則を用いたやや複雑な問題を解く事ができる。 モル比熱を使った問題を解く事ができる。熱容量,比熱の概念が理解でき,計算できる。 熱力学の第1法則を理解でき,熱,内部エネルギー,気体のする仕事を用いて等圧変化,定積変化,等温変化,断熱変化の問題を解く事ができる。 気体の分子運動論を理解できる。 熱機関の効率について計算できる。熱容量,比熱の概念が理解できない。 熱力学の第1法則を理解できない。 気体の分子運動論を理解できない。 熱機関の効率について計算できない。
一次元の波動の式,一般的な波の性質を理解できる。音,光についての性質を理解できる。一次元の波動の式から位相と媒質の変位の関係を記述できる。 縦波の横波表現が記述できる。 定常波について重ね合わせの原理や干渉と合わせて記述できる。 音について,ドップラー効果,気柱の共鳴の説明,計算ができる。 光について,レンズ、球面鏡の写像公式、光路長を用いたより複雑な干渉の計算ができる。一次元の波動の式を読み解き,振幅,振動数,波長,初期位相などを理解できる。 縦波,横波の概念が理解できる。 定常波について理解できる。 音について,ドップラー効果,気柱の共鳴が理解でき,計算できる。 光について,反射,屈折が作図でき,屈折率が計算できる。簡単な干渉の計算ができる。 レンズ、球面鏡の写像公式を用いた計算ができる。一次元の波動の式が記述できない。 定常波が理解できない。 音のドップラー効果が理解できない。 光の反射,屈折,回折が理解できない。簡単な干渉の計算ができない。 レンズ、球面鏡の写像公式を用いた計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
初等物理の力学,および,熱力学,波動について学習する。
授業の進め方・方法:
教科書にそって講義を行い,それに関連した問題の演習を行う。単振動、万有引力を学び第1・第2宇宙速度についての計算方法を学ぶ。熱力学の基礎を学び,状態変化に関する関係式の記述を行う。一次元の波動の式,一般的な波の性質を学ぶ。音,光についての性質を学ぶ。学んだ事を元に問題演習を通じ,理解を進める。
注意点:
2年生の物理(3単位)の継続科目であると共に,応用物理学の基礎となる科目であるので,暗記するのではなく,原理・法則を十分理解できるように思考することや探求する姿勢が大切である。
四半期毎に、評価点が60点に満たない場合は、標準的な到達レベルに応じた理解度試験を課すことがある。また年間総合成績が60点に満たない場合、課題再提出および、再評価試験を行う。再評価でも60点に満たない場合は単位を認定しない。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

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,
単振動,単振り子
微分、積分を使った物理量の関係の例
単振動について理解し、関係する問題を解くことができる。
単振動の微分方程式について説明できる。
微分、積分を使った物理量の関係について、例を示すことができる。
2週 単振動の実験 実験を通じ,単振動の理解を深める。
3週 万有引力
ケプラーの法則と万有引力
ケプラーの法則について学び,ニュートンの万有引力の法則との関係を理解する。関係する問題を解くことができる。
ケプラーの第2法則が、角運動量保存則に関係していることの概要を理解する。
4週 万有引力による位置エネルギー
万有引力に関係する問題演習
万有引力に関する位置エネルギーについて説明できる。
万有引力に関連する問題演習を通じ理解を深める。
5週 熱と物質
熱と熱量,熱と仕事
熱,熱容量,比熱の関係を理解する。関係する問題を解くことができる。
6週 気体の法則
ボイルシャルルの法則を学び,圧力、体積、温度など関係する量を計算できる。
7週 気体の分子運動論
気体分子運動論について学び、状態方程式とあわせて気体の絶対温度と分子の平均運動エネルギーの関係を計算できる。
8週 中間試験 中間試験にて達成度を測る
2ndQ
9週 気体の内部エネルギーと熱力学第一法則 気体の内部エネルギーについて理解する。熱力学第一法則について理解する。関係する問題を解くことができる。
10週 等圧変化,等積変化,等温変化,断熱変化 等圧変化,等積変化,等温変化,断熱変化の概要を学び、関係する問題を解くことができる。
11週 気体のモル比熱
不可逆変化と熱機関
気体のモル比熱について理解し、関係する問題を解くことができる。
不可逆変化と熱機関について理解し,熱効率の計算ができる。
12週 波と媒質の運動 波動と波源,媒質の関係,パルス波と連続波,媒質の変位,正弦波の発生について理解し、周期,振動数,振幅について計算できる。
波の要素,波のグラフについて理解し、関係する問題を解くことができる。
13週 正弦波の式 正弦波の式について理解し,y-t図やy-x図との関連付けができ、図から波長や周期や振幅を読み取ることができる。
14週 横波縦波
横波と縦波の違いについて理解し、関係する問題を解くことができる。
15週 定期試験 定期試験にて達成度を測る
16週 波の伝わり方。定常波 波の伝わり方、重ね合わせの原理や波の独立性について理解し、関係する問題を解くことができる。
進行波と定常波について学び,自由端,固定端反射により定常波が発生することを理解し、関係する問題を解くことができる。
後期
3rdQ
1週 波面,干渉,反射,屈折,回折
波の干渉,反射,屈折について理解し,ホイヘンスの原理を用いた作図ができる。波の回折について理解する。干渉、反射、屈折、回折に関係する問題を解くことができる。
2週 音波 音の波の性質について,学ぶ。音の速さと温度の関係,伝わり方について理解する。音の干渉について計算ができる。
3週 音のうなり 音のうなりについて理解し、関係する問題を解くことができる。
4週 発音体の共振と共鳴1 弦の振動について理解する。固有振動に関する問題を解くことができる。
5週 発音体の共振と共鳴2 気柱の振動について理解する。共振,共鳴について理解する。固有振動や共鳴に関する問題を解くことができる。
6週 音に関する実験 気柱共鳴の実験を通して、音波、共振、共鳴について理解を深める。
7週 音のドップラー効果 ドップラー効果について,音源の速さ,観測者の速さとの関係を理解する。観測される振動数の計算ができる。
8週 中間試験 中間試験により到達度を測る
4thQ
9週 光の性質 光の波長による分類,光の速さについて理解する。光の反射,屈折について理解する。光路長の計算ができる。全反射が理解できる。
10週 光の分散とスペクトル 光の分散とスペクトルが理解できる。光の散乱,偏光について理解し説明できる。
11週 レンズ 凸レンズ、凹レンズに関連する関係式を使って計算ができる。
12週 ヤングの実験、薄膜の干渉 ヤングの実験、薄膜の干渉について、光路長や光路差を求め、強め合う条件について理解し、関連する問題を解くことができる
13週 球面鏡
凹面鏡、凸面鏡に関連する関係式を使って計算ができる。
14週 光に関する実験 回折格子を用いた実験を通し、光波の回折、屈折率について理解を深める。
15週 定期試験 定期試験により達成度を測る
16週 答案返却 光に関係する問題について理解を深める。

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実験結果から、物理現象の特徴や規則性を説明できる。3
観察・実験結果を座学などで学んだ内容と関連付けて説明できる。(化学実験と共通)3
以下の6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。力学に関する分野/熱に関する分野/波に関する分野/光に関する分野/電磁気に関する分野/原子(電子及び放射線を含む)に関する分野2後4
化学化学物質を構成する分子・原子が常に熱運動していることについて説明できる。1
水の状態変化について説明できる。1
物質の三態とその状態変化について説明できる。1
ボイル-シャルルの法則について説明でき、必要な計算ができる。3前6
気体の状態方程式について説明でき、必要な計算ができる。3前7,前9

評価割合

試験実験・課題・小テスト合計
総合評価割合8020100
基礎的能力702090
専門的能力10010
分野横断的能力000