2021年 理工学部 シラバス - 精密機械工学科
設置情報
科目名 | 物理学Ⅱ演習 | ||
---|---|---|---|
設置学科 | 精密機械工学科 | 学年 | 1年 |
担当者 | 中原・田邉 他 | 履修期 | 後期 |
単位 | 1 | 曜日時限 | 火曜4 |
校舎 | 船橋 | 時間割CD | G24B |
クラス | 1,2 |
概要
学修到達目標 | 物理学 II で学んだ「熱力学」や「電磁気学」の諸概念や法則を、基本的な演習問題を自ら解くことにより身につけ、より理解を深める。 |
---|---|
授業形態及び 授業方法 |
この授業は「ハイブリッド型授業」として実施する。物理学 II の講義の進度に沿った演習問題が出されるので、毎回その演習問題を解き、その後模範解答と照らし合わせることで、自分がどこをわかっていなかったのか確認しながら授業内容の理解を深める。具体的には、どのような演習問題を解くかは毎回授業の前に公開されるので、対面授業に出席する回は交代で学生が黒板に解答を書き(板書)、教員がその解答をその場で添削して正しい解答について解説する。オンラインで授業を受ける回は、各自が授業時間内に演習問題を解きオンライン経由で演習レポートとして提出し、その後CSTポータルIIにて公開される模範解答と照らし合わせる。また、対面授業に出席するもののその回に板書を行わない学生に対しては板書中に小テストを実施して各自の理解度をチェックする。このような形でレポートと板書と小テストを通じて「熱力学」と「電磁気学」をきちんと理解したか確認する。 |
履修条件 | 基礎教育科目。選択科目。 物理学 II を並行して履修すること。 |
授業計画
第1回 | ガイダンス:この演習の授業で「熱力学」と「電磁気学」をどう学ぶのか説明する。 熱平衡、熱と温度、熱の移動に関する演習問題を解き、演習レポートとして提出する。 【事前学習】熱平衡、熱と温度、熱の移動に関して物理学 II の講義内容を確認する。(30分) 【事後学習】熱平衡、熱と温度、熱の移動に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
---|---|
第2回 | 気体分子運動論に関する演習問題を解き、対面授業を受ける回は交代で学生が板書を行った上で教員による模範解答の解説を聞き、オンラインで授業を受ける回は各自が演習レポートとして提出する。また、対面授業に出席するもののその回に板書を行わない学生に対しては小テストを実施する。 【事前学習】気体分子運動論に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】気体分子運動論に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第3回 | 熱力学の第1法則に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】熱力学の第1法則に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】熱力学の第1法則に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第4回 | 熱力学の第2法則とカルノーサイクルに関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】熱力学の第2法則とカルノーサイクルに関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】熱力学の第2法則とカルノーサイクルに関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第5回 | カルノーの定理、熱力学的絶対温度、エントロピー、クラウジウスの不等式に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】カルノーの定理、熱力学的絶対温度、エントロピー、クラウジウスの不等式に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】カルノーの定理、熱力学的絶対温度、エントロピー、クラウジウスの不等式に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第6回 | 熱力学ポテンシャル(内部エネルギー、エンタルピー、ヘルムホルツの自由エネルギー、ギブスの自由エネルギー)に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】熱力学ポテンシャル(内部エネルギー、エンタルピー、ヘルムホルツの自由エネルギー、ギブスの自由エネルギー)に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】熱力学ポテンシャル(内部エネルギー、エンタルピー、ヘルムホルツの自由エネルギー、ギブスの自由エネルギー)に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第7回 | エントロピーの微視的描像に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】エントロピーの微視的描像に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】エントロピーの微視的描像に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第8回 | 真空中の静電場に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】真空中の静電場に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】真空中の静電場に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第9回 | 導体と静電場に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】導体と静電場に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】導体と静電場に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第10回 | 誘電体と静電場に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】誘電体と静電場に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】誘電体と静電場に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第11回 | 電流に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】電流に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】電流に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第12回 | 電流と磁場に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】電流と磁場に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】電流と磁場に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第13回 | 電磁誘導に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】電磁誘導に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】電磁誘導に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第14回 | 交流回路に関する演習(授業形態は第2回と同じ) 【事前学習】交流回路に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】交流回路に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。(30分) |
第15回 | マクスウェル方程式と電磁波に関する演習(授業形態は第2回と同じ)。授業の最後にニュートン力学をきちんと理解したかを確認するための総合レポート問題が提示されるので、解いて期日までに総合レポートとして提出する。 【事前学習】マクスウェル方程式と電磁波に関して物理学 II の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。(30分) 【事後学習】マクスウェル方程式と電磁波に関する演習問題の模範解答がCSTポータルIIから公開されるので、自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。そして、授業の最後に物理学I演習で習った内容をきちんと理解したか確認するために総合レポート問題が出されているので、期日までに解いて総合レポートを作成して提出する。(120分) |
その他
教科書 |
指定しない。
配布する演習プリントによる。
|
---|---|
参考書 |
原康夫 『物理学基礎(ISBN 978-4-7806-0525-9)』 学術図書 2016年 第5版
和達三樹、十河清、出口哲生 『ゼロからの熱力学と統計力学(ISBN 9784000067003)』 ゼロからの大学物理 5 岩波書店 2005年 第1版
長岡洋介 『電磁気学 I(ISBN 9784000298636)』 物理入門コース 新装版 岩波書店 2017年 第1版
長岡洋介 『電磁気学 II(ISBN 9784000298643)』 物理入門コース 新装版 岩波書店 2017年 第1版
上記物理学 II の教科書と参考書を物理学 II 演習の参考書とする。
|
成績評価の方法 及び基準 |
対面授業に参加する回は板書するか小テストを受けるとともに演習レポートを提出し、オンラインで授業を受ける回は演習レポートを提出すること。成績は毎回の演習レポートの結果の積み重ねで評価するが、対面授業時の板書や小テストの結果を加点することで、最終的に成績評価する。 ※新型コロナウイルスの影響に伴い変更の可能性がある。変更の場合は授業時に伝達する。 |
質問への対応 | 授業中に理解できないところがあった場合、質問内容を整理し随時質問すること。対面授業中だけでなくメールやCSTポータルII「Q&A」などから質問を受け付けます。オフィスアワーには研究室でも質問対応します。 |
研究室又は 連絡先 |
中原:nakahara.akio_AT_nihon-u.ac.jp(耐震工事中のため旧高校2号館1階215室) 田邊:tanabe.makoto20_AT_nihon-u.ac.jp 浅井:asai.kazumi20_AT_nihon-u.ac.jp 松尾:matsuo.yosuke20_AT_nihon-u.ac.jp(耐震工事中のため旧高校2号館1階215室) (注:メールアドレス中の _AT_ を @ に変えてください) |
オフィスアワー |
火曜 船橋 12:15 ~ 13:15 旧高校2号館1階215室(中原・松尾)
|
学生への メッセージ |
大学以降、身に付けるべき知識は数限りないので、公式の丸暗記という手法はいずれ破綻します。「理論的な考え方をきちんと身に付けていれば、少数の基礎法則から物理現象の様々な公式を論理的に導出することができる」という物理学の考え方を修得してください。 |