応用物理

科目基礎情報

学校	熊本高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	応用物理
科目番号	HI402	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	人間情報システム工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	1
教科書/教材	小出昭一郎「物理学」(三訂版）裳華房
担当教員	藤井 宗明

到達目標

1. 力学における基本的物理用語(座標系，質点，加速度，力，慣性，運動量,仕事，保存力，エネルギー保存則，運動量保存則，角運動量保存則,ガリレイ変換）を理解し，運動方程式を使って問題を解くことができる。
2. 熱平衡,温度,エントロピー，状態方程式,自由エネルギー,マクスウェルの関係式,相平衡,相転移を理解し，熱現象に関する問題を解くことができる。
3. ローレンツ変換，質量とエネルギー，加速系と等価原理を理解し，ローレンツ変換式を用いて簡単な問題が解ける
4. 量子仮説，光電効果，コンプトン効果，電子対生成を学び，光を粒子として理解できる。ボーアの原子模型，粒子の波動性を学びシュレディンガー方程式を理解できる。

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
評価項目1	座標系，質点，加速度，力，慣性，運動量,仕事，保存力，エネルギー保存則，運動量保存則，角運動量保存則,ガリレイ変換について,論理的に説明できる。	座標系，質点，加速度，力，慣性，運動量,仕事，保存力，エネルギー保存則，運動量保存則，角運動量保存則,ガリレイ変換について,概略を説明できる。	座標系，質点，加速度，力，慣性，運動量,仕事，保存力，エネルギー保存則，運動量保存則，角運動量保存則,ガリレイ変換について,概略を説明できない。
評価項目2	熱平衡,温度,エントロピー，状態方程式,自由エネルギー,マクスウェルの関係式,相平衡,相転移について,論理的に説明できる。	熱平衡,温度,エントロピー，状態方程式,自由エネルギー,マクスウェルの関係式,相平衡,相転移について,概略を説明できる。	熱平衡,温度,エントロピー，状態方程式,自由エネルギー,マクスウェルの関係式,相平衡,相転移について,概略を説明できない。
評価項目3	ローレンツ変換，質量とエネルギー，加速系と等価原理について,論理的に説明できる。	ローレンツ変換，質量とエネルギー，加速系と等価原理について,概略を説明できる。	ローレンツ変換，質量とエネルギー，加速系と等価原理について,概略を説明できない。
評価項目4	量子仮説，光電効果，コンプトン効果，ボーアの原子模型，粒子の波動性について,論理的に説明できる。	量子仮説，光電効果，コンプトン効果，ボーアの原子模型，粒子の波動性について,概略を説明できる。	量子仮説，光電効果，コンプトン効果，ボーアの原子模型，粒子の波動性について,概略を説明できない。

教育方法等

概要:

古典物理学における基本的な対象の捉え方として，ニュートン力学と熱統計力学を取り上げ，質点の力学と熱現象の最も基本的な部分を学ぶ。それを踏まえ，現代物理学の中心としての相対性理論と量子論の初等的な理論を学ぶ

授業の進め方・方法:

古典物理学を背景に生まれた量子論は現代の情報通信に欠かせぬ半導体の広範な利用，光通信網実現などの道を開いた。これらの現代 技術を生み出した背景を理解出来るようにする。理解を深めるため簡単な問題演習も行う。

注意点:

本科目は２、３学年で学んだ物理に続く科目で、更に高度な内容の物理学の講義を行う。本講義は今後の専門科目の理解に大きく役立つものなので、暗記に頼るのではなく、内容を理解するよう努めてほしい。本科目は，90分の授業に対して放課後・家庭で90分程度の自学自習が求められます．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	質点、ベクトル、変位と速度	質点、ベクトル、変位と速度について説明できる。
		2週	加速度、力と慣性	加速度、力と慣性について説明できる。
		3週	単振動、単振り子	単振動、単振り子について説明できる。
		4週	仕事とエネルギー、保存力とポテンシャル	仕事とエネルギー、保存力とポテンシャルについて説明できる。
		5週	万有引力と惑星の運動	万有引力と惑星の運動について説明できる。
		6週	運動量と角運動量	運動量と角運動量について説明できる。
		7週	運動量保存則	運動量保存則について説明できる。
		8週	剛体の運動	剛体の運動について説明できる。
	2ndQ
		9週	中間試験
		10週	流体力学	流体力学について説明できる。
		11週	単振動	単振動について説明できる。
		12週	強制振動と共鳴	強制振動と共鳴について説明できる。
		13週	波動方程式	波動方程式について説明できる。
		14週	幾何光学	幾何光学について説明できる。
		15週	定期試験
		16週	答案返却
後期
	3rdQ
		1週	温度、状態方程式	温度、状態方程式について説明できる。
		2週	熱力学第1法則	熱力学第1法則について説明できる。
		3週	カルノーサイクル	カルノーサイクルについて説明できる。
		4週	エントロピー	エントロピーについて説明できる。
		5週	自由エネルギー	自由エネルギーについて説明できる。
		6週	相変化、相平衡	相変化、相平衡について説明できる。
		7週	気体分子運動論	気体分子運動論について説明できる。
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	マクスウェルの関係式	マクスウェルの関係式について説明できる。
		10週	固体の比熱	固体の比熱について説明できる。
		11週	ローレンツ変換	ローレンツ変換について説明できる。
		12週	光電効果	光電効果について説明できる。
		13週	ボーアの量子論	ボーアの量子論について説明できる。
		14週	シュレーディンガー方程式	シュレーディンガー方程式について説明できる。
		15週	定期試験
		16週	答案返却

評価割合

	試験	小テスト	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	20	10	30
専門的能力	60	10	70
分野横断的能力	0	0	0