応用物理Ⅱ

科目基礎情報

学校	大分工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	応用物理Ⅱ
科目番号	10026	科目区分	専門 / 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	電気電子工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	（教科書）　配布プリント/　（参考図書）ハリディら，「物理学の基礎2」，培風館． アーヤ，「基礎現代物理学１」，森北出版.
担当教員	牧野 伸義

到達目標

(1) 温度，圧力などの熱現象に現れる基本的物理量が計算できる．(定期試験)
(2) 基本的な熱機関のはたらきが理解でき，エントロピーの簡単な計算をすることができる．(定期試験)
(3) 時間の遅れ，長さの短縮，4元運動量など特殊相対性理論の基礎を理解し，簡単な計算問題が解ける．(定期試験)
(4) 光の粒子性と物質の波動性を理解し，簡単な計算問題が解ける．(定期試験)

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	温度，圧力などの熱現象に現れる基本的物理量が理解でき，それぞれの関係があることを式で示したり計算できる．	温度，圧力などの熱現象に現れる基本的物理量が計算できる．	温度，圧力などの熱現象に現れる基本的物理量の定義が理解でず，定義に基づいて計算もできない．．
評価項目2	基本的な熱機関のはたらきが理解でき，エントロピーの計算をができ，さらにエントロピーの概念が把握できる．	基本的な熱機関のはたらきが理解でき，エントロピーの簡単な計算をすることができる．	基本的な熱機関のはたらきが理解できず，エントロピーの意味がわからない．
評価項目3	時間の遅れ，長さの短縮，4元運動量など特殊相対性理論の基礎を理解し，簡単な計算問題が解ける．	時間の遅れ，長さの短縮，4元運動量など特殊相対性理論の基礎に関する簡単な計算問題が解ける．	時間の遅れ，長さの短縮，4元運動量など特殊相対性理論の現象が現実離れしていて理解できない．
評価項目4	光の粒子性と物質の波動性を理解し，簡単な計算問題が解け，ニュートン力学が適用できない限界があることを理解できる．	光の粒子性と物質の波動性を理解し，簡単な計算問題が解ける．	光の粒子性と物質の波動性が現実離れしているので理解できない．

学科の到達目標項目との関係

数学及び自然科学に関する知識とそれらを応用する能力 JABEE基準1(2)(c)

自主的，継続的に学習する能力 JABEE基準1(2)(g)

数学、自然科学の力を身につける 大分高専学習教育目標(B1)

教育方法等

概要:

応用物理Ⅱでは，熱力学と特殊相対論，原子物理を学ぶ．熱力学の前半は2年で習った熱現象の復習となるが，後半では熱力学第一法則と第二法則を中心に学ぶ．特に状態量の意味をよく説明する．特殊相対論の効果は光速に近い運動をしないと現れないため，あまりなじみがないと思う．しかし，物理学の枠組みを与える重要な理論なので，概念だけでも理解してほしい．原子物理はミクロの世界を探る分野である．専門でも量子論は重要な役割を果たすので概念は理解してほしい．

授業の進め方・方法:

授業は重要な概念について述べ、簡単な例題を解き，基本的なことを理解してもらう．さらに授業内容に関する例を挙げ、より深く概念を理解してもらい．また，授業中，問題集を解かせたり，課題に課すことで継続的な学習を身につけてもらう．

（再試験について）
再試験は総合評価の60点に満たない者で，しかも再試験は定期テストを勉強しなおし再試験当日自分の解答用紙をすべて持参した者のみに対して行う．定期試験後には解説をしているので，その時間を無にしてはいけない。しかも自分の試験用紙を捨てたり紛失してしまうような学生には再試験を受ける資格はない．

注意点:

（履修上の注意）
受講後 復習として教科書にある問題を解くまたは答えておくこと．また，時間の関係で授業中解けなかった問題集の問題や，課題にならなかった問題も理解を深めるため，各自解いておくこと．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	熱と温度	熱現象を表す基本的な物理量を理解できる．
		2週	熱と温度	熱現象を表す基本的な物理量を理解できる．
		3週	内部エネルギー	物質の内部エネルギーの定義が理解でき，ミクロの観点から内部エネルギーを説明できる．
		4週	内部エネルギー	内部エネルギーと定積比熱の関係が理解できる．
		5週	熱の移動	熱の移動には，熱伝導，対流、熱放射があることを理解し，身近な例を挙げられる．
		6週	状態方程式	気体の状態方程式を使って物理量を求めることができる．
		7週	分子運動論	分子の運動によって簡単な熱現象が説明できることが理解できる．
		8週	熱力学第一法則	熱力学第一法則が理解できる．
	2ndQ
		9週	前期中間試験
		10週	さまざまな過程	さまざまな熱力学的過程があり，それに対して熱力学第一法則が適用できる．
		11週	熱力学第二法則	熱機関の基本的な構造が理解できる．
		12週	熱力学第二法則	力学第二法則が理解できる．
		13週	エントロピー	エントロピーの概念が理解でき、簡単な計算ができる．
		14週	エントロピー	エントロピーが無秩序を反映する物理量であることを理解する．
		15週	前期期末試験
		16週	前期期末試験の解答と解説	わからなかった部分を理解できる．
後期
	3rdQ
		1週	時空の固有量	慣性系によって時間の進みや長さが違うこと，「同時であること」が相対的であることが理解できる．
		2週	時空の固有量	慣性系によって時間の進みや長さが違うこと，「同時であること」が相対的であることが理解できる．
		3週	相対性理論	光速一定の原理と相対性原理を理解できる．
		4週	同時の相対性	2つの事象が同時かどうかは，慣性系で異なることを理解できる．
		5週	エネルギーと運動量	エネルギーと運動量が一つの物理量としてまとめられることが理解できる．
		6週	エネルギーと運動量	質量とエネルギーが等価であることが理解できる．
		7週	4元運動量の応用	ドップラー効果の公式が理解でき，実用的な例に適用できる．
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	光の粒子性	光が粒子性を示すことがあることが理解できる．
		10週	光の粒子性	光が粒子性を示すことがあることが理解できる．
		11週	物質の波動性	物質の波動性を示す現象があることを例に挙げて示すことができる．
		12週	物質の波動性	物質の波動性を示す現象があることを例に挙げて示すことができる．
		13週	原子の構造	原子の構造と光の吸収と放出現象が理解できる．
		14週	前期量子論	ニュートン力学をミクロの現象に適用するのには限界があることを理解する．
		15週	後期期末試験
		16週	後期期末試験の解答と解説	わからなかった部分を理解できる．

評価割合

	試験	課題	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	20	0	0	0	0	100
基礎的能力	80	20	0	0	0	0	100
専門的能力	0	0	0	0	0	0	0
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0