電気 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、静磁界、ローレンツ力を学習する。
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.自然界の電磁気現象に関する基本的な概念や法則を理解する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 2年生までの復習
1.直線上を伝わる波  正弦波の伝搬式
2年生までの復習を行う。
正弦波の伝搬式を導く。
 
第2週   定常波と反射 定常波について理解する。  
第3週 2.音波
  音の速さ、音の三要素、音のうなり
音の速さを表す式を導く。
音の三要素とうなりを理解する。
 
第4週   固有振動 弦や気柱に生じる固有振動と基本音・倍音を理解する。  
第5週   共振(共鳴)、音色
  音波のドップラー効果
振り子の共振や音の共鳴を理解する。
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   【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7週 (中間試験)  
第8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9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、光の全反射を理解する。  
第10週   光の干渉 ヤングの干渉実験と薄膜による光の干渉について理解する。  
第11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12週   凸レンズと凹レンズによる像
  組み合わせレンズ、レンズの応用
レンズによる物体の像を作図し、レンズの式を導く。
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13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14週   静電気力、電界、ガウスの定理 クーロンの法則、電界、ガウスの定理を理解する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
後期 第1週   電位と等電位面
  コンデンサーと合成容量
電位と等電位面を理解する。
コンデンサーの原理と合成容量を理解する。
 
第2週 【学力試験1】力と運動の復習
  誘電分極と誘電体
力と運動について復習する。
誘電分極の現象を理解する。
 
第3週   コンデンサーのエネルギー
  電気抵抗とオームの法則
コンデンサーに蓄えられる静電エネルギーを理解する。
電気抵抗の合成とオームの法則を理解する。
 
第4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5週   電力と電力量
【学力試験2】熱力学と波動の復習
電力と電力量について理解する。
熱力学と波動について復習する。
 
第6週   ホイートストンブリッジと電位差計
【学力試験3】電気の復習
ホイートストンブリッジと電位差計の原理を理解する。
電気について復習する。
 
第7週 (中間試験)    
第8週 6.電流と磁界  磁石による磁界 磁気に関するクーロンの法則と磁力線を理解する。  
第9週   電流による磁界 ビオ-サヴァールの法則から直線電流と円形電流による磁界を理解する。  
第10週   磁束密度、ベクトル積 磁束密度の概念とベクトル積を理解する。  
第11週   ローレンツ力
  電子の比電荷の測定方法 
電子のサイクロトロン運動と電子の比電荷の測定方法を理解する。  
第12週   電流が磁界から受ける力 ローレンツ力から電流が磁界から受ける力を理解する。  
第13週 【学力試験3】磁気の復習
【学力試験4】物理全体の復習
磁気について復習する。
物理全体について復習する。
 
第14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:高専テキストシリーズ「物理 上」と「物理 下」(森北出版)
演習書:プリントを配布
評価方法及び
合格基準
成績の評価は,年間4回の定期試験の成績を70%,学力試験,宿題および実験等のレポートの成績を30%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、
予習・復習について
「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。
グループワークでは、積極的にディスカッションをしてください。