授業科目名	物理学実験
時間割番号	TJM107
担当教員名	石井　孝明／石田　和義／清水　毅／孫　瀟
開講学期・曜日・時限	前期・金・III-IV	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
力学、電磁気学、光学、熱学、原子物理学等に関する基本的な実験により、物理現象の観察や物理量の測定を行い、その現象を理解する。 　実験事実と対比することによって物理法則を深く理解する。 　各種測定機器の使用法、有効数字や誤差の取り扱い、グラフの書き方、報告書の作成等に習熟し、理解する。極めて重要である。 　実験を時間通り終わらせたり、レポートを締め切りまでに仕上げる為の時間管理能力も身につける。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>メカトロニクス工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   JM-A 専門 1.技術者・研究者にとって必要な数学と物理の基礎知識 数学の基礎的事項（微分積分、線形代数、確率統計、フーリエ変換など）の理論と活用方法を説明でき、それらを使った計算ができる。 ○ JM-B 物理の基礎的事項（力学、電磁気学、波動、熱力学）の理論と活用方法を説明でき、それらを使った計算ができる。 ◎ JM-C 5.研究・開発工程を把握・設計できる基礎技術と、研究・開発遂行に必要なコミュニケーション能力の習得 異なる技術分野をコアとする技術者とともに、目的の共有と課題の把握ができ、その解決方法について議論できる。 ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 JM 1 物理学実験について理解でき、物理学実験に必要な数学が計算できる（第1回、第2回） JM-A 2 物理学実験に必要な測定機器について適切に使用でき、測定データを適切に計算できる（第3回、第4回） JM-A 3 物理学の諸法則を理解し説明ができる（第5回～第15回） JM-B 4 実験技術を習得し、実験機器を適切に扱うことができ、実験データを取得できる（第5回～第15回） JM-B 5 実験データ処理を理解・習得し、説明ができ適切に計算できる（第5回～第15回） JM-A 6 レポート作成技術を習得し、レポートが作成できる（第5回～第15回） JM-C 7 「実験は16:20迄に終わらせる」「レポートは締め切りまでに仕上げて提出する」など、時間管理ができる（第5回～第15回） JM-C
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 13% 物理学実験について理解できること、物理学実験に必要な数学が計算できることを評価する。 2 13% 物理学実験に必要な測定機器について適切に使用できること、測定データを適切に計算できることを評価する 3 15% 物理学の諸法則を理解し説明ができることをレポートで評価する 4 15% 実験技術を習得し、実験機器を適切に扱うことができ、実験データを取得できることをレポートで評価する 5 15% 実験データ処理を理解・習得し、説明ができ適切に計算できることをレポートで評価する 6 15% レポート作成技術を習得し、レポートが作成できることを評価する（第5回～第15回） 7 14% 「実験は16:20迄に終わらせる」「レポートは締め切りまでに仕上げて提出する」など、時間管理ができることをレポートで評価する（第5回～第15回） 合計 100%
＜授業の方法＞
※実施するテーマについては、実験予定表を配布します。班ごとに異なります。 ※2021年度の実施方法を以下に記述します。 3密を避けるため、講義室と実験室の両方を利用して実験を行います ・安全に実験を行うことが第一です。 ・1620迄に終わらせる為に必ず予習をして下さい。 ・問いを解いておくと、より理解が深まります。 ・実験中はいつでも質問を受け付けます。 ・学生同士で助け合うことも大切です。教えることでより深く理解することができます。但し、いい加減なことを伝えたり、何かを丸写しさせたり等、悪いことはしないように。 ・レポート再提出前には適宜面接を行い、良かった点悪かった点を含めてアドバイスを行います。 ・レポート執筆のことも考えて、わからない点がないようにしてから実験を終了して下さい。深い理解と考察を期待し、評価します。 ・理解を深めるため、レポートを課すことがあります。 ※2022年度は従来方法に戻すか、3密を避ける方法にするかは、年度初めに決定します。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
高校の物理学、数学を理解していることが必要である。各自が行う予定の実験を教科書で予習しておくこと（時間通り終わらせる為の予習は重要である）。実験には、テキスト、理科年表、実験ノート、グラフ用紙、関数電卓（二変数統計計算ができるもの）等、必要な物を持ってくること。 　装置を壊すと他学科に迷惑がかかるだけでなく、自分にも危害が及ぶ可能性がある。説明書も読まずテキトーに操作することのないように。わからなければわかる人に聞くこと。自己流厳禁。 　機器が不調な場合、壊した場合等は、教員への報告を厳守。 　レポートの提出が遅れると減点をします。 　締切を守って提出するようにして下さい。
＜テキスト＞
渡辺勝儀編著 ; 津島逸郎 [ほか] 共著, 基礎物理学実験 改訂版, 三共出版, ISBN:9784782706695, (2012年出版) 国立天文台編纂, 理科年表 第95冊(令和4年), 丸善出版, ISBN:9784621306482, (2021年出版)
＜参考書＞
(未登録)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル ガイダンス 事前学習 事後学習 事前学習：テキストの前書きを読む 事後学習：配布するパワーポイントを読み返す 授業内容 ・実験担当教員紹介 ・実験場所 ・実験の進め方 ・注意事項 ・実験の準備（テキスト、理科年表、実験ノート、関数電卓等） ・最小二乗法 ・単位 ・安全 ・省エネ ・3密回避 ・実験装置の取扱い 2 タイトル ガイダンス 事前学習 事後学習 事前学習：テキストの前書きを読む 事後学習：配布するパワーポイントを読み返す 授業内容 ・偏微分 ・行列式 ・標準偏差、確率誤差 ・誤差、確からしさ ・有効数字 ・ノギス ・マイクロメータ ・レポートの書き方 ・グラフの書き方 3 タイトル 計測基礎１ 事前学習 事後学習 事前学習：ノギス、マイクロメータの使い方を理解し、使い方のイメージトレーニングをしておく 事後学習：実物に触れたので、改めて使い方を再確認する 授業内容 ・ノギスを使って測定する ・副尺の原理を理解し、値を読めるようにする ・マイクロメータを使って測定する ・マイクロメータを理解し、値を読めるようにする ・データの標準偏差と平均値の標準偏差の違いを理解する ・平均値の確率誤差を求められるようにする ・最小二乗法を理解し、計算できるようにする 4 タイトル 計測基礎２ 事前学習 事後学習 事前学習：フォルタン型水銀気圧計の使い方を理解し、使い方のイメージトレーニングをしておく 事後学習：実物に触れたので、改めて使い方を再確認する 授業内容 ・フォルタン型水銀気圧計を使って気圧を測定する ・副尺の原理を理解し、値を読めるようにする ・分光計の角度を読めるようにする ・副尺の原理を理解し、値を読めるようにする ・角度の有効数字、三角関数の有効数字について理解し、計算できるようにする 5 タイトル 実験１ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 6 タイトル 実験２ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 7 タイトル 実験３ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 8 タイトル 実験４ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 9 タイトル 実験５ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 10 タイトル 実験６ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 11 タイトル 実験７ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 12 タイトル 実験８ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 13 タイトル 実験９ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 14 タイトル 実験１０ 事前学習 事後学習 事前学習：テキストおよび配布資料などを読んで実験内容を理解する 事後学習：レポートを執筆する 授業内容 　１　重力加速度の測定 　２　ずれ弾性率（剛性率）の測定 　３　ヤング率の測定 　５　弦定常波の実験 　６　クントの実験 　７　気圧計 　８　液体の粘性 　９　固体の比熱 １０　線膨脹率の測定 １２　熱の仕事当量 １３　レンズの焦点距離の測定 １４　屈折率の測定 １５　回折格子 １６　ニュートン環 １８　強磁性体の磁化特性 １９　電気抵抗の温度係数 ２０　熱起電カの測定 ２１　オシロスコープの使用法とその応用 ２２　トランジスターの特性 ２３　プランク定数の測定 ２４　ガイガー計測管による放射線の測定 ２６　偏光計 ２７　地磁気の測定 のうち、一つのテーマについて2人1組で実験を行う 15 タイトル レポート特別指導 事前学習 事後学習 事前学習：特になし 事後学習：特になし 授業内容 レポート執筆についてわからないところがあれば質問を受け付ける レポート再提出がないので、教員に質問することでよりクオリティの高いレポートに仕上げてもらう 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜実務経験のある教員による授業科目の概要＞
石井：企業での研究経験を基にして、実験に対する心構え、実験装置の取り扱い、実験結果の取扱い等を実践的に指導をする。
＜備考＞
※オフィスアワー： 石井　火曜５限 石田　 清水　 孫