2019年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 基礎物理学実験 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 伴・勝木 他 | 履修期 | 年間 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜3･4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H53A |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 様々な実験に自ら取り組み、基本分野である力学、熱学、電磁気学など各分野への理解を深 め、工学実験における基礎的器具の使用が出来るようになること、また、レポート作成の基本を習得し、作成できることを目標とする。加えて、コンピュータを用いての計測・表示・視覚化も実習する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
実験に関係する基本事項の習得，安全指導，レポートの作成方法，基礎的測定器具の使用訓 練と誤差論概要及びデータ解析・演習など，必要な知識と技術を個別に学習・実習し，原則2～3人を１グループとして実験を行う。レポートは各自作成し提出する。 |
| 履修条件 | 基礎教育科目・必修科目 基本事項は実験・実習をしながら学ぶが，実験を行う上での安全意識，実験・実習に向かうという意識・姿勢，体調管理は大事である。指導教員の指示に従い安全に実験できるよう心懸ける。 |
授業計画
| 第1回 | 実験リテラシー 基礎的測定器具（ノギス、マイクロメータ）の使用訓練と誤差論概要講義及びデータ解析演習（グラフの書き方）を行う。 【事後学習】測定器具の読み取り方法はガイドブックで後学し定着させておくこと（60分）。学習した最小自乗法の計算を実験データに適応してみること（60分）。 |
|---|---|
| 第2回 | 同上（連続時限） |
| 第3回 | １Ａ「振り子」の実験 ※学生により1A～5Aの実験順番は異なる 単振り子の周期が糸の長さのみに関係し、おもりの質量にはよらないことを実験によって確かめる。さらに単振動の周期を測定し重力加速度を求める。 【事前学習】ガイドブック1Aを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（90分）。 【事後学習】必要があればレポートを修正し、実験を振り返り、その結果から学んだことを整理し理解を深める（60分）。 【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
| 第4回 | 同上（連続時限） |
| 第5回 | ２Ａ 「密度」の実験 ※学生により1A～5Aの実験順番は異なる いくつかの金属の密度を２種類の方法で測定し、誤差計算を行う。また、ノギス、マイクロメータ、物理天秤の使用法を理解する。 【事前学習】ガイドブック2Aを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（90分）。 【事後学習】必要があればレポートを修正し、実験を振り返り、その結果から学んだことを整理し理解を深める（60分）。 【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
| 第6回 | 同上（連続時限） |
| 第7回 | ３Ａ「直流回路抵抗測定」の実験 ※学生により1A～5Aの実験順番は異なる 直流電圧測定を通じてオームの法則を確認し、そして、抵抗値の測定に用いるホイートストン・ブリッジの原理を理解する。また、電気計測で一般によく使用されるテスタの使用に慣れる。 【事前学習】ガイドブック3Aを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（90分）。 【事後学習】必要があればレポートを修正し、実験を振り返り、その結果から学んだことを整理し理解を深める（60分）。 【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
| 第8回 | 同上（連続時限） |
| 第9回 | ４Ａ「 等電位線」の実験 ※学生により1A～5Aの実験順番は異なる 金属箔上に電流を流したときの等電位線を書く。さらに電流線を書くことによって電気の流れを視覚的に理解する。 【事前学習】ガイドブック4Aを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（90分）。 【事後学習】必要があればレポートを修正し、実験を振り返り、その結果から学んだことを整理し理解を深める（60分）。 【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
| 第10回 | 同上（連続時限） |
| 第11回 | ５Ａ 「熱の仕事当量（ジュール熱）」の実験 ※学生により1A～5Aの実験順番は異なる 電気エネルギーが熱エネルギーに変化する際のエネルギー保存則を用いて熱の仕事当量J を求める。 【事前学習】ガイドブック5Aを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（90分）。 【事後学習】必要があればレポートを修正し、実験を振り返り、その結果から学んだことを整理し理解を深める（60分）。 【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
| 第12回 | 同上（連続時限） |
| 第13回 | 総合実験１ 到達度確認実験実習 基礎的測定器具の使用方法についての確認 。 【事前学習】ガイドブック1A～5Aを参照し、実験装置の測定方法を確認しておくこと（90分）。 |
| 第14回 | 同上（連続時限） |
| 第15回 | 補充実験 1A～5Aについて受講できなかった実験などを再実験する。 【事前学習】作成してあるレポートを事前に読み返し、実験概要の理解を深めておくこと（60分）。 【レポート】添削され合否をつけて返却される。適宜修正提出することで合になる。 |
| 第16回 | １Ｂ 「慣性モーメント（２本づり法）」の実験 ※学生により1B～5Bの実験順番は異なる 十分固い大きさのある物体（剛体）の重心を通る固定軸に関する慣性モーメントを、微小振動の周期の測定（２本づり法）および形状の測定という２つの方法によって求める。 【事前学習】ガイドブック1Bを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（60分）。 【事後学習】必要があれば予習レポートを修正し、実験結果その他を整理しレポートとして提出する（60分）。 【レポート】予習レポートは添削して返される。 |
| 第17回 | 同上（連続時限） |
| 第18回 | ２Ｂ「ヤング率（ユーイング法）」の実験 ※学生により1B～5Bの実験順番は異なる 物体が弾性変形するとき、応力は歪みに比例する、というフックの法則を理解する。特に、一方向の伸び、あるいは縮みの変形に対する弾性定数であるヤング率の意味を考え、金属棒のたわみの大きさを光りてこを用いて測定し、ヤング率を求める。 【事前学習】ガイドブック2Bを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（60分）。 【事後学習】必要があれば予習レポートを修正し、実験結果その他を整理しレポートとして提出する（60分）。 【レポート】予習レポートは添削して返される。 |
| 第19回 | 同上（連続時限） |
| 第20回 | ３Ｂ「 直流、交流回路」の実験 ※学生により1B～5Bの実験順番は異なる 簡単な直流回路・交流回路の電圧をアナログテスタやデジタルテスタを用いて測定する。 また、交流回路ではデジタルオシロスコープを用いて電圧の波形観察を行う。 【事前学習】ガイドブック3Bを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（60分）。 【事後学習】必要があれば予習レポートを修正し、実験結果その他を整理しレポートとして提出する（60分）。 【レポート】予習レポートは添削して返される。 |
| 第21回 | 同上（連続時限） |
| 第22回 | ４Ｂ「光の干渉」の実験 ※学生により1B～5Bの実験順番は異なる 光の基本的な性質である干渉について考察するため、干渉現象を示すニュートン・リングよりレンズの曲率半径を求める。また、コンピュータによる簡単な画像解析とデータ処理を学ぶ。 【事前学習】ガイドブック4Bを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（60分）。 【事後学習】必要があれば予習レポートを修正し、実験結果その他を整理しレポートとして提出する（60分）。 【レポート】予習レポートは添削して返される。 |
| 第23回 | 同上（連続時限） |
| 第24回 | ５Ｂ「金属と半導体の電気抵抗」の実験 ※学生により1B～5Bの実験順番は異なる 金属と半導体の電気抵抗の温度特性を理解する。片対数グラフの使用になれる。また、抵抗の測定データをデジタル化し、コンピュータに取り込む方法を学び、さらにはグラフ化などの処理を学ぶ。 【事前学習】ガイドブック5Bを参照し、「目的」「原理」「装置」「方法」などに関して、事前レポート（予習レポート）を作成する（60分）。 【事後学習】必要があれば予習レポートを修正し、実験結果その他を整理しレポートとして提出する（60分）。 【レポート】予習レポートは添削して返される。 |
| 第25回 | 同上（連続時限） |
| 第26回 | 総合実験２ 共通実験１Ｃ電気抵抗率 異なった直径の金属線の電気抵抗をいろいろな長さで測定し，電気抵抗と長さ・直径・断面積の関係や電気抵抗率について結果をまとめる。またグラフの取り扱いやデータ解析法も確認する。 【事前学習】ガイドブック1Cを熟読して、実験概要を把握しておくこと（30分）。 【事後学習】実験結果をまとめたプリントについて復習すること（30分）。 |
| 第27回 | 同上（連続時限） |
| 第28回 | 総合実験２ １C確認試問等 共通実験１Cのデータについて最小自乗法での解析を行い、それについて試問を行うことで理解を深める。 【事前学習】1Cを通しての学習内容を整理し理解を深めておくこと（30分）。 【事後学習】試問を通しての気づきを整理しまとめておくこと（30分）。 |
| 第29回 | 同上（連続時限） |
| 第30回 | 補充実験 1B～5Bについて受講できなかった実験などを再実験する。 【事前学習】作成してあるレポートを事前に読み返し、実験概要の理解を深めておくこと（30分）。 【事後学習】必要があれば予習レポートを修正し、実験結果その他を整理しレポートとして提出する（60分）。 【レポート】予習レポートは添削して返される。 |
その他
| 教科書 |
『専用ガイドブック』
専用ガイドブックを配布
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| 参考書 |
データシート冊子を配布
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| 成績評価の方法 及び基準 |
実験・実習・課題達成で50%、1B～5Bの実験報告書の評価50%程度による。 |
| 質問への対応 | 〒274-8501船橋市習志野台7-24-1 日本大学理工学部一般物理船橋校舎1号館2F 物理実験準備室（125室） 月～金（9:00-17:00）対応（コアは昼休み） |
| 研究室又は 連絡先 |
同上、047-469-5211 |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 10:00 ～ 15:30
火曜 船橋 10:00 ～ 15:30
水曜 船橋 10:00 ～ 15:30
木曜 船橋 10:00 ～ 15:30
金曜 船橋 10:00 ～ 15:30
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| 学生への メッセージ |
・ガイドブック、データシートだけでなく、入学時配布の関数電卓を必ず持ってくる事。 ・連絡、報告、相談は物理実験準備室（125室）にすみやかにいくようにしましょう。 |