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授業科目名 基礎物理学III
時間割番号 TJM206
担当教員名 金 蓮花
開講学期・曜日・時限 前期・水・III 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
基礎物理学IIIでは、振動・波動と呼ばれる現象とその数学的な解析方法について学ぶ。振動と波動は、物体の基本的な運動形態であり、力学、電磁気学、量子力学、音響学等極めて広範な理工系諸分野に現れる重要な物理現象である。本科目は、ばねの振動や弦の振動から始め、波動の一般的な特性を学習した後、干渉と回折に至る。
<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)>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。
<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単振動運動を理解でき、単振動運動方程式の解を求めることができる。JM-A
2減衰振動と強制振動を方程式で表現でき、方程式の解を求めることができる。JM-A
3振動と波動の関係を理解でき、波動方程式の解を求めることができる。JM-A
4波の干渉や回折の物理的意味を理解でき、数学的に解析することができる。JM-B
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
125%単振動運動に関する中間評価により、それの理解度を評価
225%減衰振動と強制振動に関する中間評価により、それの理解度を評価
325%振動と波動の関係に関する中間評価により、それの理解度を評価
425%波動の応用に関する期末評価により、それの理解度を評価
合計100% 
<授業の方法>
主に「対面式」授業を実施する。
場合により「ライブ型」授業を実施ときがある。
適宜学生の思考の時間、質問等の時間を設ける。
<受講に際して・学生へのメッセージ>
教科書に沿って講義を行う。ノートを取るのは非常に重要である。
<テキスト>
  1. Raymond A. Serway著 松村 博之 訳, 科学者と技術者のための物理学 Ib 力学・波動, 学術図書出版社, ISBN:978-4-87361-075-7
<参考書>
(未登録)
<授業計画の概要>
1タイトル振動・波動の概要   
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容振動・波動現象を数学(微分方程式)で表すことについて説明する
2タイトル単振動運動
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容等速円運動と物体ーばね系単振動運動の関係について説明する
3タイトル様々な単振動運動と振動エネルギー  
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容振り子の単振動運動および振動系におけるエネルギーについて説明する
4タイトル振動系における減衰振動  
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容減衰振動の運動方程式とその解について説明する
5タイトル振動系における強制振動・共振・エネルギー 
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容強制振動の運動方程式とその解・共振・エネルギーについて説明する
6タイトル連成運動
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容ばねで繋いだ二つの物体による連成運動ついて説明する
7タイトル中間テスト
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容中間テストを行う。
8タイトル
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容弦上を伝わる波について説明する
9タイトル調和波のエネルギー・仕事率
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容弦上を伝わる波のエネルギー・仕事率について説明する
10タイトル波の重ね合わせと干渉
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容波の重ね合わせ理論と干渉について説明する
11タイトル波の反射の透過
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容波の反射・透過およびその応用について説明する
12タイトル定在波
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容定在波とその応用について説明する
13タイトル音波
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容音波について説明する
14タイトル光波
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容光波とその応用について説明する
15タイトル期末試験
事前学習
事後学習
講義内容を復習すること.
授業内容中間試験を行う
<前年度授業に対する改善要望等への対応>
より分かりやすい資料を作成する。
<備考>
(未登録)