授業科目名	基礎物理学II
時間割番号	TEE104
担当教員名	橋本　一成
開講学期・曜日・時限	後期・金・I	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
振動や波動は、日常に見られる巨視的な世界の物理現象であると同時に、信号伝達や電子回路を表す基礎的な概念である。さらに、原子や分子の微視的な世界を理解するための橋渡しとしても重要である。本講義では、まず基礎となる単振動と１次元の波の伝搬について、現象を抽象化して微分方程式を立て、数理的な解法とその物理的解釈について学ぶ。
＜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>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 1.数学・物理 電気電子工学を学ぶために必要な三角関数、指数対数関数、複素数、フェーザー、フーリエ変換、ラプラス変換の基礎的事項を説明し、計算ができる。 ○ EE-B 力学と波動現象を中心とした基本的な物理現象を微分方程式と解で示し、その意味を論理的に説明できる。 ◎
＜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 EE 1 いろいろな振動形態の運動方程式をたてて現象を理解し、説明できる EE-B 2 調和振動について運動方程式とその解に基づいて現象を説明できる EE-B 3 減衰振動について運動方程式とその解に基づいて現象を説明できる EE-B 4 強制振動について運動方程式とその解に基づいて現象を説明できる EE-B 5 連成振動について運動方程式とその解に基づいて現象を説明できる EE-B 6 弦の横振動について、波動方程式とその解に基づいて現象を説明できる EE-B 7 フーリエ級数展開について説明できる EE-A 8 フーリエ級数展開を用いて振動現象を表現できる EE-A 9 平面波・球面波について説明できる EE-B 10 理想気体の速度分布とエネルギー等分配則について説明できる EE-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% 目標1の達成度を授業レポートおよび中間試験によって評価する。 2 10% 目標2の達成度を授業レポートおよび中間試験によって評価する。 3 10% 目標3の達成度を授業レポートおよび中間試験によって評価する。 4 10% 目標4の達成度を授業レポートおよび中間試験によって評価する。 5 10% 目標5の達成度を授業レポートおよび中間試験によって評価する。 6 10% 目標6の達成度を授業レポートおよび期末試験によって評価する。 7 10% 目標7の達成度を授業レポートおよび期末試験によって評価する。 8 10% 目標8の達成度を授業レポートおよび期末試験によって評価する。 9 10% 目標9の達成度を授業レポートおよび期末試験によって評価する。 10 10% 目標10の達成度を授業レポートおよび期末試験によって評価する。 合計 100%
＜授業の方法＞
＜前提知識＞ 高等学校で学ぶ力学および振動・波動の知識、１変数関数の微積分、偏微分の基礎、線形代数に基礎、基礎物理学Iで学ぶ線形力学系の運動方程式の基本的な取り扱いについての知識を有することを前提とする。 ＜授業の方法＞ 面接授業を基本とするが、状況に応じてライブ授業を併用する。授業毎にレポート課題を課す。講義中盤に中間試験、最終回に期末試験による総合評価を実施する。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
(未登録)
＜テキスト＞
小出　昭一郎, 波・光・熱（（物理学分冊版））, 裳華房, ISBN:4785320761
＜参考書＞
小形 正男、川村 清、 阿部 龍蔵, 振動・波動, 裳華房, ISBN:4785320885
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 調和振動子 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 調和振動子の運動方程式の解法および解の物理的解釈。 2 タイトル 減衰振動子 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 減衰振動子の運動方程式の解法および解の物理的解釈。 3 タイトル 強制振動子 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 強制振動子の運動方程式の解法および解の物理的解釈、特に共鳴現象について解説する。 数学面では非同次形の線形微分方程式の取り扱いについて解説する。 4 タイトル 連成振動子１ 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 連成振動子の運動方程式の解法および解の物理的解釈、特に相対運動と重心運動への分解とその合成について解説する。 5 タイトル 連成振動子２ 事前学習 事後学習 事前学習：事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 連成振動子を記述する連立微分方程式の取り扱いを行列の固有値問題の観点から解説する。 6 タイトル 中間評価 事前学習 事後学習 事前学習：第１回から第５回までの講義内容の復習 事後学習：中間試験の復習 授業内容 中間試験により第１回から第５回までの講義内容の理解度を評価する。 7 タイトル 弦の横振動１ 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 弦の横振動を表す波動方程式の導出を解説する。 8 タイトル 弦の横振動２ 事前学習 事後学習 事前学習：事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 固定端条件のもとでの波動方程式の一般解の導出について解説する。 9 タイトル 弦の横振動３ 事前学習 事後学習 事前学習：事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 弦の横振動の初期値問題について解説する。 10 タイトル フーリエ級数展開１ 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 周期関数のフーリエ級数展開の概略を解説する。また、フーリエ係数を計算するための準備として三角関数の直交性について解説する。 11 タイトル フーリエ級数展開２ 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 フーリエ係数の計算方法を解説する。また、ノコギリ波、矩形波などの具体例の演習を通じて、フーリエ級数展開の計算方法を解説する。 12 タイトル 平面波・球面波 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 波の位相や等位相面、平面波、球面波などについて解説する。 13 タイトル 気体分子運動論１ 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 理想気体の速度分布則について解説する。 14 タイトル 気体分子運動論２ 事前学習 事後学習 事前学習：教科書をよび事前配布する講義資料に目を通す 事後学習：レポート課題 授業内容 エネルギー等分配則について解説する。またその発展として固体の比熱に関するデュロン・プティ則について解説する。 15 タイトル 総合評価 事前学習 事後学習 事前学習：第７回から第１４回までの講義内容の復習 事後学習：期末試験の復習 授業内容 第７回から第１４回までの講義内容の理解度を期末試験により評価し、その総括を行う。 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
＜備考＞
(未登録)