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授業科目名 物理学実験
時間割番号 TAM201
担当教員名 有元 圭介/原 康祐/則竹 史哉/永田 純一/酒井 優
開講学期・曜日・時限 前期・月・I-II 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、材料科学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う。物理学の専門的知識を習得するためには、現象を体験し、測定器具に触れ、実験データを解析する等の体験を積むことが欠かせない。この授業では実験事実を理論と対比することによって物理法則の理解を深めながら、基礎知識の定着を図り、より専門的な学習内容に進むための準備を行う。また、各種測定機器の使用法、有効数字や誤差の取り扱い方を学び、グラフの描き方、報告書の作成法に習熟する。
<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(~2023年度入学生)>先端材料理工学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
AM-A専門1.基礎的知識物理学
AM-B2.専門的知識・技術材料科学
<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
AM
1力学、電磁気学、光学、熱学、原子物理学に関する基本的な実験により、物理法則を深く理解できる。AM-A
2測定の原理や実験結果について理解し、測定対象の物理的性質を説明することができる。AM-B
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
150%実験中の諮問やレポート、実験ノートにより評価する
250%実験中の諮問やレポート、実験ノートにより評価する
合計100% 
<授業の方法>
実験は面接授業とする。
予習用資料等はMoodleに掲載する。

※ 感染症の状況により、以下の対策を講じることがある。
  学生間の距離はできるだけ空ける
  定期的に窓を開けて、換気を行う
  授業前、後に手洗い・手指消毒を徹底する
<受講に際して・学生へのメッセージ>
統計計算・プログラム計算機能付きの関数電卓を用意すること。
実験ノートについては講義で指示する。
<テキスト>
  1. 渡辺勝儀, 基礎物理学実験(改訂版), 三共出版, ISBN:9784782706695
<参考書>
  1. 視覚でとらえるフォトサイエンス 物理図録, 数研出版
  2. 理科年表, 丸善
<授業計画の概要>
1タイトルガイダンス、実験精度と誤差・基本的な器具の扱い方
事前学習
事後学習
資料をダウンロードし、目を通しておく。
確率誤差や有効数字の求め方に関するレポートに取り組む
授業内容実験データの統計的な扱い方・多数回の実験を行うことの意義を学び、確率誤差の計算方法や有効数字の決め方について学習する。また、ノギス・分光計・マイクロメータ等の使用方法を学ぶ。副尺を用いた計測の原理について学ぶ。
2タイトル重力加速度の測定
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ボルダの振り子の周期を測定し、重力加速度について学ぶ。
3タイトルずれ弾性率(剛性率)の測定
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ねじれ振り子の周期を測定し、ずれ弾性率について学ぶ。
4タイトルヤング率の測定
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ユーイングの装置を用い金属棒のたわみを測定し、そのヤング率を求める。また、オプティカルレバーの原理や使用法を学ぶ。
5タイトルクントの実験
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容金属棒の縦振動を透明なパイプの中の空気と共振させることで、音速から金属棒の弾性定数(ヤング率など)を求める。
6タイトル液体の粘性
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ハーゲン-ポアズイユの法則を用い、細管を用いて水の粘性係数を測定する。
7タイトル熱の仕事当量
事前学習
事後学習
テキストを参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ジュールの熱量計を用い、熱の仕事当量を求める。
8タイトル屈折率の測定
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容分光計とプリズムを使用し最小偏角を測定し屈折率を求める。
9タイトル回折格子
事前学習
事後学習
テキストを参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容水銀の発光スペクトルを分光計と回折格子を使用し測定する。
10タイトル強磁性体の磁化特性
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容オシロスコープを用いて強磁性体のヒステリシスループを測定し、磁化特性を求める。
11タイトルホール測定
事前学習
事後学習
テキスト(別配布)・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容磁場中で半導体材料に電流を流し、ホール電圧の測定からキャリアの密度と移動度を決定する。
12タイトル光電効果
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容光電効果の測定を行い、金属の仕事関数やプランク定数を求める。
13タイトルガイガー計数管による放射線の測定
事前学習
事後学習
テキスト・補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ガイガー計数管を用いて放射線量の測定を行い、放射線のエネルギーの測定原理を学ぶ。
14タイトル偏光計による旋光度の測定
事前学習
事後学習
補足資料を参照して実験内容を把握する。予習課題に取り組む。
レポートを作成する。
授業内容ショ糖水溶液の旋光度を測定し、旋光度測定の原理を学ぶ
15タイトル総括
事前学習
事後学習
特になし
レポート課題等を授業中に指示する
授業内容授業の総括・補足を行う。
<前年度授業に対する改善要望等への対応>
自発的な改善点:実験器具の整備
<備考>
(未登録)