2020年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 応用物理学実験Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 駒田(智)・山田(賢) 他 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜3･4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E23R |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 実験を通して，基礎的な物理現象やその法則性についての理解を深めるとともに，物理学，電気工学及び電子工学における実験と理論の密接な関係について学習する。また，物理学実験における基本的な測定機器の取り扱い方法も習得することができる。これらを通じて，実験に対する素養を身に付けることができ，物理現象を把握するセンスや創造的な研究態度を培うことができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
建設業（資源リサイクル・廃棄物処理技術開発部門）で勤務経験のある教員及び情報通信業，情報通信機器製造業（無線通信研究部門）で勤務経験のある教員が，その経験を活かして，理論だけでなく実践を想定した実験について解説及び実験指導を行う。 少人数(3～5名程度)の実験班に分かれ，全員が協力して実験を行う。各回に行う実験テーマは実験班によって異なるので，初回の説明を必ず受けること。測定データ及び実験結果は実験ノートに記録する。 応用物理学実験Ⅱ（後学期），隔週で対面での実験が実施される。対面での実験ではない週はZoom等のビデオ会議システムを利用してオンライン同時双方向で実験に取り組む。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学） (1)応用学実験Iを履修していること。 (2)ものづくり・サイエンス総合学科の学生対象。 |
授業計画
| 第1回 | 全１５回の実験内容の概略説明 【事後学習】次週以降の準備として、実験書「応用物理学実験Ⅱ」の各実験項目を熟読し，各項目ごとの疑問点・質問事項を整理用ノートに取りまとめる。可能であれば、確認できた実験上の注意点についても整理しておく。（60分） |
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| 第2回 | 実験テーマ： インピーダンスと伝送特性(1) 交流回路や伝送線の特性を理解する上で重要となる電気抵抗、電気容量、自己インダクタンスの測定方法を学ぶ。平行平板コンデンサーの電気容量、およびソレノイドの自己インダクタンスをLCRメーターで測定する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第3回 | 実験テーマ： インピーダンスと伝送特性(2) 同軸ケーブルの電気容量および自己インダクタンスをLCRメーターで測定する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第4回 | 実験テーマ： LC発振器(1) 並列共振回路を作成し，共振周波数と減衰過程における時定数を求め理論値との比較を行う。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第5回 | 実験テーマ： LC発振器(2) コルピッツ発信器の実験で測定された発信周波数と理論値との比較を行う。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第6回 | 実験テーマ： LCR回路の過渡特性と周波数特性(1) 現象が1階あるいは2階の微分方程式で表される電気回路の動作特性を学ぶ。電気回路（微分回路，積分回路，振動回路）の過渡特性をオシロスコープで観測する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第7回 | 実験テーマ： LCR回路の過渡特性と周波数特性(2) 電気回路（微分回路，積分回路，振動回路）の周波数特性をオシロスコープで観測する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第8回 | 実験テーマ： 論理回路の基礎(1) デジタル信号を扱う上で基礎となる論理回路について学ぶ。真理値表を参考に論理回路素子の動作をオシロスコープで確認し，論理回路の動作を理解する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第9回 | 実験テーマ： 論理回路の基礎(2) いくつかの論理回路および真理値表を作り，正しく動作するか確認する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第10回 | 実験テーマ： 連成振動(1) 2重振り子の周期を連結棒の位置を変化させて測定し，理論計算との比較を行う。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第11回 | 実験テーマ： 連成振動(2) 2重振り子のアナロジーとして，相互インダクタンスで結合した2つのコイルの振動特性を測定し、理論計算と比較する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅱ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第12回 | 実験テーマ： ソレノイド及びヘルムホルツコイルの作る磁場(1) ソレノイドコイルの作る磁場を測定し，磁束密度分布を求める。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅰ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第13回 | 実験テーマ： ソレノイド及びヘルムホルツコイルの作る磁場(2) 円形コイルとヘルムホルツコイルの作る磁場を測定し，磁束密度分布を求める。 【事前学習】実験書「応用物理学実験Ⅰ」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第14回 | 実験テーマ： 直列共振 直列共振回路のもつ基本特性の計測と，未知素子を接続した場合の連動する動作特性について理解する。共振点のずれより，未知素子の容量計測方法を理解する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験（電気電子実験）」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
| 第15回 | 実験テーマ： バイポーラトランジスタの静特性 ベース接地およびエミッタ接地回路におけるトランジスタのもつ基本特性の計測と，負荷を変動させた場合の連動する動作特性について理解する。 【事前学習】実験書「応用物理学実験（電気電子実験）」の当該実験項目を熟読し，予習レポートを作成する。（60分） 【事後学習】測定データは実験の進行と並行させて取りまとめ、考察とともに提出レポートとして指定期日までに提出する。（120分） |
その他
| 教科書 |
高野良紀・植松英穂・浅井朋彦・B. Zulkovskey 編 『専門課程 物理学実』 裳華房 2012年 第1版
※ガイダンス時に配付する。
電気系実験題目についてのテキストは、別に配布する
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| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
授業への取組状況及び実験ノート30％，実験報告書70％の割合で総合的に評価する。 出席回数が総授業回数の５分の３（９回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 |
| 質問への対応 | 各教員の研究室において随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
実験室（9号館4階945実験室）047-469-5520 研究室： 船橋校舎9号館916E号室（山田） 船橋校舎9号館911A号室（駒田） 船橋校舎9号館916C号室（海老原） 船橋校舎9号館916F号室（小林） 物理実験A棟（高橋） 電子線利用研究施設D207号室（境） E-mail： yamada.kenji"@"nihon-u.ac.jp（山田） komada.toshihiko"@"nihon-u.ac.jp（駒田） 海老原正明：ebihara.masaaki"@"nihon-u.ac.jp 小林一彦：kobayashi.kazuhiko"@"nihon-u.ac.jp takahashi.tsutomu"@"nihon-u.ac.jp（高橋） sakai"@"lebra.nihon-u.ac.jp（境） yamauchi"@"s.metro-cit.ac.jp（山内） （いずれも実際のアドレスは"を除いたもの） |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15 駒田（9号館1階911A号室）
月曜 船橋 12:30 ～ 13:15 山田（9号館1階916E号室）
火曜 船橋 10:30 ～ 12:00 小林（9号館1階916F号室）
木曜 船橋 12:15 ～ 13:15 駒田（9号館1階911A号室）
木曜 船橋 12:30 ～ 13:15 山田（9号館1階916E号室）
木曜 船橋 12:15 ～ 13:15 海老原（9号館1階916C号室）
金曜 駿河台 12:10 ～ 13:10 高橋（駿河台校舎7号館721室A）
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| 学生への メッセージ |
【令和元年度成績分布状況】履修者数21名 S:7人(33.33%),A:6人(28.57%),B:5人(23.81%),C:3人(14.29%),D:0人(0%),E:0人 |