授業科目名	基礎物理学（波動・光・熱）
時間割番号	UPC107 C
担当教員名	酒井　優／石川　陽／東海林　篤／村中　司
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＞
自然現象を理解する上で基本となる波動・光・熱学を学ぶ。自然現象を物理学的に理解する上で基本となる波動・光・熱について学ぶ。波動においては、波の重ね合わせ、伝わり方、エネルギーについて物理的イメージをつかみながら数学を使った表現を身につける。光においては、光線とみなせる光の諸性質、波としての光の諸性質について理解する。熱においては、熱力学の第１法則と第２法則、理想気体、エントロピー等について理解する。それらを通して、物理学におけるミクロとマクロの捉え方を理解し、工学の専門分野へ応用する力を身につけることを主眼とする。
＜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>工学科1年次向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   工-A 専門 ①教養・基礎知識 工学の広い教養と自然科学の基礎知識を活用 ◎
＜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 工学 1 波の重ね合わせや伝わり方を説明できる。 工-A 2 波のエネルギーについて説明できる。 工-A 3 光線としての光、電磁波としての光の各諸性質について説明できる。 工-A 4 熱力学の第１法則をもとに理想気体の変化についての問題を解くことができる。 工-A 5 熱力学の第２法則、エントロピー、熱平衡状態について説明できる。 工-A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 20% テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する 2 20% テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する 3 20% テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する 4 20% テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する 5 20% テスト、レポート、演習などによって電磁気学の基本事項を理解し自らの言葉で正しく説明できるか否かを評価する 合計 100%
＜授業の方法＞
授業実施形態は面接授業（対面授業）とする。教科書や事前配布資料などをもとに各自で予習をした上で授業へのぞんでもらう。授業は主に板書によって進めるが、演習や演示実験などを行い授業内容に対する理解を深め応用力を身に付けてもらう。授業後はレポート課題などに取り組み授業内容を復習することで知識の定着を促す。また、小テストや総括評価を行うことで、自身の理解度を常に把握しながら勉学に取り組めるようにする。なお、授業は教室において対面で行う。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
授業内容を理解するためには数学の知識も必要となるため、「微分積分学」「線形代数学」へ真剣に取り組み授業内容を理解することが望ましい。
＜テキスト＞
永田一清, 松原郁哉共著, 新・基礎波動・光・熱学, サイエンス社, ISBN:4781911307, (2006年出版 ライブラリ新・基礎物理学, 3)
＜参考書＞
(未登録)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 熱とは 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 温度計の原理や絶対零度について。熱膨張・比熱・相転移について解説する。 2 タイトル 熱力学の第１法則 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 内部エネルギーや仕事を導入し、熱力学第１法則について解説する。 3 タイトル 理想気体 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 理想気体の分子モデルを考え、理想気体の圧力や温度について解説する。 4 タイトル 熱力学の第２法則 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 熱機関の効率を考え熱力学第2法則を解説する。またカルノーサイクルからエントロピーを導入する。 5 タイトル 波の重ね合わせ 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 波の基本的な概念である重ね合わせについて解説する。 6 タイトル 波の伝わり方 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 波は移動するものであることから、その伝わり方について解説する。 7 タイトル 波のエネルギー 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 波の持つエネルギーについて解説する。 8 タイトル 音と音波 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 波の一つの例としての音の波について解説する。 9 タイトル 光とは 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 光の粒子性と波動性、光の速さ、色、偏光について解説する。 10 タイトル 幾何光学 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 光を光線として扱う場合について。光の屈折、反射、結像について解説する。 11 タイトル 波動光学 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 光を波として扱う場合について。光の干渉と回折について解説する。 12 タイトル 量子光学の基礎 事前学習 事後学習 事前：配布資料に目を通しておく。 事後：演習問題を解く。 授業内容 光を粒子（光子）として扱う場合について。光と電子の相互作用、光の吸収、発光、レーザーについて解説する。 13 タイトル 総括評価：まとめ（１） 事前学習 事後学習 事前：授業で学んだ内容を復習しておく。 事後：授業内容を総復習する。 授業内容 本講義の総括とまとめを行い、評価を行う。 14 タイトル 総括評価：まとめ（２） 事前学習 事後学習 事前：授業で学んだ内容を復習しておく。 事後：授業内容を総復習する。 授業内容 本講義の総括とまとめを行い、最終評価を行う。 15 タイトル 総括評価：まとめ（３） 事前学習 事後学習 事前：授業で学んだ内容を復習しておく。 事後：授業内容を総復習する。 授業内容 本講義の総括とまとめを行う。 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
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
新規開設科目につき該当しない
＜備考＞
この授業は3名の教員がそれぞれ波、光、熱の各分野を担当してオムニバス形式で行う。