到達目標
1.熱力学第一法則を数学的に表現でき、熱機関の循環過程について説明できる。
2.正弦波を数学的に表現でき、波動方程式について説明できる。
3.磁場の性質を数学的に表現でき、電流が作る磁場、及び、電流が磁場から受ける力について説明できる。
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 | 熱力学第一法則の式を用いて、熱機関における熱と仕事の変換の問題を求めることができる。 | 熱力学第一法則を数学的に表現でき、熱機関の循環過程について説明できる。 | 熱力学第一法則を数学的に表現でき、熱機関の循環過程について説明でない。 |
評価項目2 | 正弦波の式や波動方程式を用いて、波の問題を求めることができる。 | 正弦波を数学的に表現でき、波動方程式について説明できる。 | 正弦波を数学的に表現でき、波動方程式について説明できない。 |
評価項目3 | 直線や円形の電流が作る磁場を計算でき、ローレンツ力の性質より磁場中の荷電粒子の運動を説明できる。 | 磁場の性質を数学的に表現でき、電流が作る磁場、及び、電流が磁場から受ける力について説明できる。 | 磁場の性質を数学的に表現でき、電流が作る磁場、及び、電流が磁場から受ける力について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育プログラムの学習・教育到達目標 3-1
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本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3-a
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教育プログラムの科目分類 (2)①
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教育プログラムの科目分類 (3)④
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JABEE(2012)基準 1(2)(c)
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JABEE(2012)基準 2.1(1)④
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教育方法等
概要:
3年次の物理学基礎Ⅰ、物理学基礎Ⅱで学習した力学を基礎として、熱力学、波動、磁気、及び原子物理学の基本を学習する。また、後期の物理学実験で必要となる基礎知識を学習する。
授業の進め方・方法:
適宜、平常テストを実施し、物理的思考力を養う。
注意点:
進度が非常に速いため、予習復習はもちろん、演習を通して積極的に自学する姿勢が重要である。1回あたり自学自習60分が必要である。
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 |
分子運動と熱現象 |
気体の分子運動、内部エネルギーを説明できる。
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2週 |
分子運動と熱現象 |
気体の分子運動、内部エネルギーを説明できる。
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3週 |
分子運動と熱現象 |
熱力学第1法則を説明できる。
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4週 |
分子運動と熱現象 |
気体の等温、等圧、定積、断熱変化を説明できる。
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5週 |
分子運動と熱現象 |
カルノーサイクルの計算ができる。
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6週 |
波動 |
正弦波を数学的に表現できる。
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7週 |
波動 |
波動方程式を説明できる。
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8週 |
磁気 |
磁界の基本的性質を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
磁気 |
電流の周囲の磁界を計算できる。
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10週 |
磁気 |
電流の周囲の磁界を計算できる。
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11週 |
磁気 |
ローレンツ力を計算できる。
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12週 |
原子物理 |
電子・原子核の発見について説明できる。
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13週 |
原子物理 |
光の粒子性の根拠を説明できる。 水素原子の構造・スペクトルを説明できる。
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14週 |
原子物理 |
物質の波動性について説明できる。
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15週 |
試験答案の返却・解説 |
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16週 |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 4 | |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 4 | |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 4 | |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 4 | |
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 4 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |