制御 応用物理Ⅰ 3年・通年・必修・履修2単位
担当教員 佐藤桂輔 連絡先 
講義の概要 前期は波の基本的な性質と,音や光など私たちの身の回りにある波がおりなす様々な現象を論理的に学ぶ。
後期は静電界やコンデンサー,直流回路を学習する。
到達目標 1.音や光に関する身の回りのさまざまな現象を,波固有の性質から論理的に説明できるようになる。
2.静電気の現象やコンデンサーを理解できる。また,直流回路を流れる電流を計算できるようになる。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 1.直線上を伝わる波(復習)
 
直線上を伝わる波の干渉と反射を復習する。  
第2週 2.音波  音とは何か,音の三要素 音の三要素を理解する。  
第3週   音のうなり
  弦の固有振動
音のうなりの現象を理解する。
弦に生じる固有振動と基本音・倍音を理解する。
 
第4週   気柱の固有振動
  共振(共鳴),音色
気柱に生じる固有振動と基本音・倍音を理解する。
振り子の共振や音の共鳴を理解する
 
第5週   音波のドップラー効果 音源と観測者が運動する時のドップラー効果を理解する。  
第6週 3.平面を伝わる波
  ホイヘンスの原理,波の干渉と回折
平面を伝わる波の伝わり方をホイヘンスの原理で理解する。
平面を伝わる波の干渉と回折の現象を理解する。
 
第7週 (中間試験)  
第8週 【実験1】気柱の共鳴の実験 気柱の共鳴現象から音さの振動数を測定する。  
第9週   平面を伝わる波の反射と屈折
  音波の反射と屈折
平面を伝わる波の反射と屈折の現象を理解する。
音波の反射と屈折の現象を理解する。
 
第10週 4.光波
  光の本質,光の反射と屈折,全反射
光とは何か,光速の測定,光の反射と屈折の法則,そして光の全反射を理解する。  
第11週   ヤングの干渉実験
  薄膜による光の干渉
光路差から複スリット及び薄膜による光の干渉を理解する。  
第12週   回折格子とスペクトル
  光の分散,偏光,光の散乱
回折格子の原理と光のスペクトル,光の分散,偏光,光の散乱について理解する。  
第13週   凸レンズと凹レンズによる像 レンズによる物体の像を作図し,レンズの式を導く。  
第14週   組み合わせレンズ,レンズの応用 組み合わせレンズを応用した光学機器について理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
後期 第1週 5.電磁気
  摩擦電気と静電誘導
摩擦電気と静電誘導の現象を理解する。  
第2週 【学力試験1】力と運動の復習
  静電気力と電界
力と運動について復習する。
クーロンの法則と電界を理解する。
 
第3週   電気力線とガウスの定理 電気力線と電界に関するガウスの定理を理解する。  
第4週   電位と等電位面 電位と等電位面を理解する。  
第5週   コンデンサーと合成容量 コンデンサーの原理と合成容量を理解する。  
第6週   誘電分極と誘電体 誘電分極の現象を理解する。  
第7週 (中間試験)    
第8週   コンデンサーのエネルギー コンデンサーに蓄えられる静電エネルギーを理解する。  
第9週   電気抵抗,オームの法則
【学力試験2】熱力学と波動の復習
電気抵抗の合成とオームの法則を理解する。
熱力学と波動について復習する。
 
第10週   直流回路とキルヒホッフの法則 直流回路におけるキルヒホッフの法則を理解する。  
第11週   電力と電力量 電力と電力量について理解する。  
第12週 【学力試験3】主に電磁気の復習 電磁気を主として,力と運動,熱と波動を含めて復習する。  
第13週 【実験2】分光器による光の波長の測定
【実験3】レンズの焦点距離の測定
分光器によって光の波長を測定する。
光学ベンチを使って薄いレンズの焦点距離を測定する。
 
第14週   ホイートストンブリッジと電位差計 ホイートストンブリッジと電位差計の原理を理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Aに対応 達成項目本科イ)に対応 JABEE認定基準
教科書・参考書 教科書:和達三樹監修,小暮陽三編集「高専の物理[第5版]」(森北出版)
演習書:学習システム研究会物理班編 「PROGRAM 物理(中)」,「PROGRAM 物理(下)」(秀文堂)
評価方法及び合格基準 成績の評価は,年間4回の定期試験(前・後期の再試験を含む)の成績を80%,宿題および実験等のレポートの成績を20%で行い,合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
「なぜそうなるのか?」という疑問を大切にしてください.授業で扱った問題は毎回復習し,しっかりと身につけてください。