2014年度工学院大学 第1部電気システム工学科

物理学II(Physics II)[2314]

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2単位
加藤  潔 教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2015/02/13

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性
5. 創成能力

<授業のねらい>
工学部における学習の土台の1つとして,物理学の基礎を学ぶ。物理学IIでは熱力学と電磁気学,および20世紀の物理を扱う。高校での物理学未習者がいることも考慮して基礎的なレベルから講義を行う。
身の回りの全ての現象や機器の動作の基礎には物理学の原理があることを理解した上で,あなたが科学的な考え方ができるようになることを助けるのがこの講義の目的である。それは,今後のあなたの学習や仕事,生活にとって重要な資産となるはずである。

<受講にあたっての前提条件>
数学I,物理学Iの履修を前提とする。

<具体的な到達目標>
以下の項目を習得することを目標とする。
(1)熱力学に現れる物理量(絶対温度、物質量、比熱、内部エネルギー、エントロピー等)の意味を理解すること。
(2)理想気体の状態方程式を利用して、気体の状態変化が扱えること。
(3)熱力学の第1、第2法則の意味を理解し、具体的な系に適用できること。
(4)電磁気学に現れる物理量(電荷,電流,電場,電位,場のエネルギー,等)意味と相互の関係を理解すること。
(5)マクスウェルの方程式を構成する4つの法則の意味を積分形で理解し,簡単な系に対してそれを適用して分析する方法を理解すること。
(6)電磁波の概念とその諸性質を理解すること。
(7)20世紀になって得られた新しい概念(4次元時空,量子など)について,概説的に理解すること。

<授業計画及び準備学習>
1. 熱力学(1)。熱と温度。気体の状態方程式。
準備学習 :教科書の8.1-8.2.1節を予習する。
2. 熱力学(2)。気体分子運動論と状態方程式。
準備学習 :復習・予習課題No.1を解いて提出する。
教科書8.1.2-8.1.4節を予習する。
3. 熱力学(3)。熱力学第1法則。気体の状態変化。気体の比熱。
準備学習 :復習・予習課題No.2を解いて提出する。
教科書8.3-8.4節を予習する。
4. 熱力学(4)。熱力学第2法則。熱機関。効率。
準備学習 :復習・予習課題No.3を解いて提出する。
教科書8.5節を予習する。
5. 熱力学(5)。エントロピー。
準備学習 :復習・予習課題No.4を解いて提出する。
教科書8.6節を予習する。
6. 電磁気学(1)。クーロンの法則。電荷と電場。
準備学習 :復習・予習課題No.5を解いて提出する。
教科書9.1-9.2節を予習する。
7. 電磁気学(2)。ガウスの法則とその応用。
準備学習 :復習・予習課題No.6を解いて提出する。
教科書9.3-9.4節を予習する。
8. 電磁気学(3)。電位。電流。コンデンサー。電場のエネルギー。
準備学習 :復習・予習課題No.7を解いて提出する。
教科書9.5-9.6節を予習する。
9. 電磁気学(4)。磁石と磁場。基礎的な電流の作る磁場の様子。
準備学習 :復習・予習課題No.8を解いて提出する。
教科書9.7-9.8節(前半)を予習する。
10. 電磁気学(5)。電流と磁場。アンペールの法則。ビオサバールの法則。
準備学習 :復習・予習課題No.9を解いて提出する。
教科書9.8節を予習する。
11. 電磁気学(6)。ファラデーの法則。変位電流。
準備学習 :復習・予習課題No.10を解いて提出する。
教科書9.9節を予習する。
12. 電磁気学(7)。マクスウェルの方程式。電磁波。
準備学習 :復習・予習課題No.11を解いて提出する。
教科書9.10-9.11節を予習する。
13. 現代物理学(1)。相対性理論。
準備学習 :復習・予習課題No.12を解いて提出する。
教科書10.1節を予習する。
14. 現代物理学(2)。量子論。
準備学習 :復習・予習課題No.13を解いて提出する。
教科書10.2節を予習する。
15.学習成果の確認(期末試験)
準備学習 :前回までの総復習を行うこと

<成績評価方法及び水準>
成績評価=A+R×Bとし,その値が60点以上の者に単位を認める。
A=期末試験の評価点(100点満点),B=予習課題,復習課題,レポート課題による評価点(25点満点)。Aが35未満はR=1,Aが35以上はR=[(100−A)/65]

<教科書>
「理工系物理学講義(改訂版)」加藤潔(培風館)

<参考書>
参考書は特に指定しないが,図書館を活用して必要な参考資料を探すことを推奨する。

<オフィスアワー>
教職員プロフィール参照,1W-331室。電子メールを活用し,予約すれば,指定時間以外でも対応する。

<学生へのメッセージ>
担当者ホームページ(http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ft82039/)に講義や試験などに関する連絡や指示を提示する。また,オフィスアワー以外の担当者への質疑や面談の予約も電子メールで行なうこと。
理解を深めるために、物理学演習IIを履修すること。

<参考ホームページアドレス>
http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ft82039/


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