物理学実験（Experiments in Physics）[3321]

＜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＞

物理学に限らず，理工学を学ぶ上では理論を学び（講義），理論を応用する（演習）だけでは不十分であり，実験による物理事象の検証・発展を必要とする。実験に対する理解の度合いは，報告レポートに如実に現れる。また，レポートをまとめることにより実験の理解を深めることにもなる。一方，研究報告には「早い者勝ち」的なところがある。したがって，どんなに小さな実験であっても，どんなに基本的な実験であっても，速やかに報告をまとめる訓練を今から始める必要がある。本授業では，以下の到達目標を達成する。

• 実験について何も知らない実験レポートの読者が初読で追実験を行うことができるレベルのレポートをまとめることができる。


• 決められたまたは限られた期間で，正確な実験レポートを作成することができる。

＜受講にあたっての前提条件＞

• 「物理学I」，「物理学II」を受講または受講中であること。
• 多項式関数，指数関数などの初等関数の微分，積分計算ができること。

＜具体的な到達目標＞

• 測定装置の原理，構造を理解し，適切な使用ができる。
• 正確に実験を実行することができる。
• 測定データの精度を正しく理解できる。
• 必要事項をすべて網羅しかつ無駄のないレポートによる報告ができる。

＜授業計画及び準備学習＞

授業計画：
＜第１週＞実験の概要説明
＜第２，３，４週＞
実験テーマ００：ノギスとマイクロメータ
　　誤差の取り扱いと誤差伝搬についての解説，レポート作成の基本的な説明
＜第５，６週＞以下のテーマから１テーマ
実験テーマ０１：重力加速度の測定
　　ボルダの振り子を用いた重力加速度の測定
実験テーマ０２：音速の測定
　　閉管気柱の定常波を利用した音速の測定
実験テーマ０３：電気抵抗の理解
　　電気抵抗に関する合成則の検証
＜第７〜１２週＞以下のテーマから３テーマ
実験テーマ０４：ヤング率の測定
　　ユーイングの装置を使ったヤング率の測定
実験テーマ０５：光の回折，干渉
　　光の干渉現象を利用した微小サイズの測定
実験テーマ０６：熱電対の校正
　　物質の相転移を校正点とした熱電対の校正
実験テーマ０７：粉粒体の密度測定
　　比重瓶を用いた粉粒体（主として金属）の密度測定
実験テーマ０８：ガスの励起エネルギーの測定
　　フランク・ヘルツ管を使ったネオンガスの励起エネルギー測定
実験テーマ０９：電磁コイルの特性
　　ソレノイドコイルのインダクタンス測定
実験テーマ１０：放射線計測
　　β線源から放出されるβ線のエネルギー測定
実験テーマ１１：RC回路の特性
　　RC回路の周波数特性と位相特性の測定
実験テーマ１２：物質の磁気的特性の測定
　　強磁性体の磁化曲線測定
＜第１３，１４週＞レポートの修正
＜第１５週＞予備日
準備学習：
第５週以降の実験テーマの決定は，第２〜４週中に発表される。それを踏まえたうえで，実験テーマ００を含めたすべての予定される実験テーマについては，教科書の各テーマを読んで理解をしておくこと。

＜成績評価方法及び水準＞

実験テーマ00を除いた12の実験テーマはすべて，1テーマにつき2週にわたって行われる。全員が実験テーマ00を含めた5テーマの実験を行う。指定した実験すべてについて実験レポートの提出を必須とし，それぞれの実験テーマごとの実験報告レポートによって成績を評価する。

実験はテーマ00とほかの12の実験に分類され，テーマ00は，

1. 概要
   
2. 実験結果
   
3. 解析結果
   
4. 考察
   

について，それぞれにチェック項目を設定する。これらチェック項目にしたがい，3段階評価(0〜2)で評価する(8点満点)。さらに，物理内容について2点満点の評価を行う。したがって，10点満点となる(評価点Ａ）。

ほかの12のテーマについては，

1. レポートの概要
   
2. 物理学的動機
   
3. 実験方法・実験理論
   
4. 測定結果
   
5. データ解析
   
6. 考察
   

に分け，それぞれにチェック項目を設定する。これらチェック項目にしたがい，4段階評価(0〜3)で評価する(18点満点)。さらに，物理内容について2点満点の評価を行う。したがって，1つのレポートについては20点満点となる(評価点Ｂ）。

以上の評価点Ａと評価点Ｂによって，

(評価点）＝（評価点Ａ）＋（評価点Ｂ）×（実験数）

の単純和を取り，これを100点に規格化して成績を評価する。

＜教科書＞

「物理学実験」（学術図書出版：工学院大学物理学教室編）

＜参考書＞

「新しい誤差論 - 実験データの解析法」（共立出版：吉澤康和）
「物理学講義 改定版」（培風館：加藤潔）

＜オフィスアワー＞

水曜日 12：40〜13：20　（八王子校舎総合教育棟01W-332室）

＜学生へのメッセージ＞

オフィスアワー以外でも質問は歓迎する。ただし，実験テーマによって担当者が違ってくるので，emailを利用するか事前にアポイントメントを取るように（Physics.Exp[at]map.kogakuin.ac.jp）。

＜備 考＞

履修状況，学習目標の達成に合わせて，実験テーマ数を調整することがある。その場合，成績評価については，実験テーマ数に合わせてスケールした上で100点満点に調整する。

＜参考ホームページアドレス＞

http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ft11196/