科目コード | HI402 | ||||
科目名 | 応用物理(Applied Physics) | 単位数 | 2単位 | ||
対象学科 | 人間情報システム工学科 | 対象学年 | 4年 | 開講期間 | 通年 |
科目区分 | 専門基礎科目 | 必修・選択 | 必修 | 履修/学修 | 学修 |
授業形式 | 講義 | 規定授業時数(単位時間) | 60 |   | |
教員名(所属) | 平 英雄 | 教員室 | 1号棟1階(非常勤講師室) | ||
使用教科書 | 小出昭一郎 「物理学(三訂版)」 裳華房 | ||||
参考書 | 金原寿郎編,「基礎物理学(上,下)」 裳華房 | ||||
科目の位置付けと 関連科目 | 本科目は,様々な科学技術の基本であり,関連する科目は数学・物理学に限らず多くの専門科目と関連している | ||||
科目の概要 | 物理学の基本であるニュートンによって確立された力学を中心に学習し,特に運動方程式を解くことで物体の運動が決定され,さまざまな物理現象が説明できることを示す.簡単な1つの質点の場合から出発して徐々に複雑な物体を学習する.また,力学だけでなく他の分野とも密接に関係している波動・振動現象の物理も学ぶ. | ||||
授業方針 | ● ニュートンの3法則を理解し,それを用いて様々な問題が解けるようになる. ● 回転を含んだ質点系や剛体の運動に必要な法則・定理などを理解し,それを問題に適用できるようになる. ● 振動や波動現象を理解し,様々な物理現象に応用することができる. |
授業項目 | 時数 | 達成目標(習得すべき内容) |
ガイダンス | ||
速度・加速度 | 質点の運動を速度と加速度によって表すことが理解し,説明できる. | |
力と運動 | 運動法則を用い,放物運動,単振動,単振り子などの運動が計算できる. | |
仕事と運動エネルギー | 仕事,運動エネルギーの概念を理解し,具体的な運動について書き表せる. | |
保存力とポテンシャル | ポテンシャルの概念を理解し,力学的エネルギー保存則を使っていろいろな運動の計算ができる. | |
惑星の運動 | 中心力の運動の例として,惑星運動の軌道の計算が理解し,説明できる. | |
座標系の変換 | 慣性系と加速度系における運動方程式の違いを理解し,見掛けの力を用いて運動方程式が立てられる. | |
衝突問題 | 2体以上の物体の運動について運動量保存則が理解でき,衝突問題の計算ができる. | |
剛体の運動 | 質点系の角運動量を理解し,慣性モーメントの計算ができ,剛体の運動方程式を立て解くことができる. | |
振動 | 単振動,減衰振動,強制振動の運動方程式を立て解くことができる. | |
波動方程式とその解 | 波動方程式とその解の性質が理解でき,いろいろな波動の例に適応できる. | |
光の干渉・回折 | 光の波動的な性質の例として干渉・回折現象が理解できる. |
ルーブリック | |||
評価項目 | 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 |
ニュートンの運動法則を用い,放物運動,単振動などの簡単な運動が計算できる. | 少し複雑な問題にもニュートンの運動の法則を適用し,解くことができる. | 放物運動,単振動などの簡単な運動をニュートンの運動の法則より計算できる. | ニュートンの運動の法則を理解しておらず,応用計算もできない. |
仕事やエネルギーの概念を理解し,力学的エネルギー保存則を使っていろいろな運動の計算ができる.中心力の例として,惑星運動の軌道計算をできる. | 仕事やエネルギーの概念や法則を例題以外の物理現象に応用でき,惑星の運動以外の中心力についても理解ができている. | 仕事やエネルギーについての概念や法則を理解でき,基本的な運用ができる. | 仕事やエネルギーについての概念や法則を理解しておらず,その運用ができない. |
質点系や剛体について,運動量,角運動量を理解できる.慣性モーメントの概念を理解し,剛体の運動方程式を立て解くことができる. | 例題より難しい複雑な剛体の力学現象を解くことができる. | 教科書の例題をきちんと理解し,解くことができる. | 運動量や角運動量の概念が理解できず,簡単な剛体の力学も解くことができない. |
単振動,減衰振動,強制振動の運動方程式を立て解くことができる.波動方程式とその解の性質が理解でき,いろいろな波動の例に適応できる. | いろいろな振動や波動を解くことができ,他の物理分野との関連性も理解している. | 基本的な振動と波動の知識を持ち,教科書の例題レベルの問題を解くことができる. | 振動や波動現象を理解できず,例題も解くことができない. |
評価方法及び 総合評価 | 各期ごとに定期試験等の筆記試験(70%),レポート評価(20%),小テスト評価(10%)で得点を算出し,それらを総合して技術者として必要な電磁気学の知識やその応用・運用に対する理解の程度を評価する.ただし,小テストを実施しなかった場合はレポート評価を30%とする. 総合的に平均し60%以上の得点率で目標達成とする. |
学習方法 | 本科目は,様々な科学技術の基本であり,関連する基礎科目は数学で特に微分積分学は関連が深い.この科目の講義内容について十分に復習して受講することが望まれる. |
学生への メッセージ | |
学修単位への対応 | 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. |
本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 |