授業科目名	振動・波動論
時間割番号	TAM202
担当教員名	居島　薫
開講学期・曜日・時限	前期・木・III	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
数学の基礎解析ついて、振動波動現象を用いて学ぶ。その後波動現象の重要な項目として光について学び、その現象や利用方法について理解を高める。数学の基礎解析や、物理現象についての基本法則の理解を深め、科学的な思考能力、分析能力を身に着ける。
＜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(～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-B 2.専門的知識・技術 量子デバイス ○
＜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 A.数学の基礎解析を理解する。 AM-A 2 B.弦や音の波動方程式を導き、その一般解を示すことができる。 AM-A 3 C.振り子の運動を詳しく式を使って理解すると共に、量子力学的取り扱いによる調和振　動子について考える。 AM-A 4 D.共振現象を理解し、その具体的な例をいくつか挙げることができる。 AM-A 5 E.光についての一般的性質を明らかにし、波動としての性質と共に光子としての取り扱いを学ぶ。 AM-A 6 F.光の干渉性について考え、応用として回折格子について理解する AM-B 7 G.光の回折現象を学び、不確定性からの説明を試みる。 AM-B 8 F.光の偏光について学び、誘電体での反射・屈折に関する式を理解する。 AM-B 9 H.原子による光の放出を考え、光周波数のドップラー効果について導く。 AM-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 5% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 2 15% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 3 10% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 4 15% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 5 15% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 6 15% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 7 15% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 8 5% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 9 5% 試験の評価点（講義内容を理解していることが読み取れる回答になっているか） 合計 100%
＜授業の方法＞
大学では、新たな気分で一から知識を学んでほしい。高校などで数学や理科に興味があった人には理解しやすい内容である。基礎解析I（微分積分学I）や基礎物理学？を履修済みであることが望ましい。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
(未登録)
＜テキスト＞
小野？郎, 波動, 森北出版株式会社, ISBN:978-4-627-15381-3
＜参考書＞
小出昭一郎, 物理学（三訂版）, 裳華房, ISBN:4785320745, (以前使っていた教科書)
＜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 なし 授業内容 講義の進め方に関する説明。 受講生の習熟度の調査など。 2 タイトル 線形二階常微分方程式の解法 事前学習 事後学習 数学の教科書の該当する部分を読み込むこと 授業内容 微分方程式の解法（理論は数学の講義に譲る）について 3 タイトル フーリエ級数展開 事前学習 事後学習 主に三角関数と合成関数の定積分について 授業内容 フーリエ級数展開の方法（理論は数学の講義に譲る）について 4 タイトル 単振動・減衰振動・強制振動 事前学習 事後学習 第2回講義の復習 授業内容 復元力・質量・摩擦のモデルの定式化と解 5 タイトル 偏微分方程式・弦の波動方程式の導出・波動方程式の変数分離解（一般解） 事前学習 事後学習 第2回講義の復習 授業内容 弦の振動を例に波動方程式を導出する。 波動方程式の一般解を求める 6 タイトル 波動方程式の変数分離解（特別解） 事前学習 事後学習 第5回講義の復習 授業内容 変数分離解の導出 7 タイトル その他の波動方程式、その他の偏微分方程式 事前学習 事後学習 第5回・第6回講義の復習 授業内容 工学部で学習する３つの偏微分方程式の照会 8 タイトル 中間試験 事前学習 事後学習 第２～７回講義の復習 授業内容 テスト 9 タイトル 幾何光学（ホイヘンスの原理、フェルマーの定理） 事前学習 事後学習 高校の幾何光学の範囲 授業内容 ホイヘンスの原理の説明 10 タイトル 幾何光学（凹面鏡） 事前学習 事後学習 高校の幾何光学の範囲 授業内容 光路計算により高校で学習した公式の導出 11 タイトル 幾何光学（レンズ） 事前学習 事後学習 高校の幾何光学の範囲 授業内容 光路計算により高校で学習した公式の導出 12 タイトル 幾何光学（回折現象） 事前学習 事後学習 第9回講義の復習 授業内容 波の干渉について 13 タイトル 幾何光学（Ｘ線回折） 事前学習 事後学習 第12回講義の復習 授業内容 X線回折の光路計算と消滅則について 14 タイトル 幾何光学（回折限界、ブリュースター角） 事前学習 事後学習 第9～13回講義の復習 授業内容 光路計算によるフランフーファ回折の導出 15 タイトル 総括・評価 事前学習 事後学習 第9～14回講義の復習 授業内容 テスト 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＞
過年度向けの講義であるため、理解不足な点にウエイトをおいて進める
＜備考＞
(未登録)