2023年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 物理学Ⅱ演習 | ||
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| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 梅津･野手 他 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 水曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | M32B |
| クラス | |||
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。 本授業科目はDP1・3・4及びCP1・3・4に該当しています。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 物理学IIの講義の進度に沿った演習問題(プリントとして配布)を解き、講義の内容の定着を図る。微分積分を使わないで解ける高校程度の易しい問題から始め、微分積分を用いた問題まで解けるようにする。演習プリントの解説等を通して復習を徹底する。 合わせて、随時関連する物理学I（力学）の復習課題を課す。 |
| 履修条件 | 選択科目。 「物理学Ⅰ」及び「物理学I演習」を受講済みで、「物理学II」を並行して履修すること。 |
授業計画
| 第1回 | 熱力学（１） 熱運動と温度の演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第１回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第１回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
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| 第2回 | 熱力学（２） 気体の状態方程式に関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第2回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第2回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第3回 | 熱力学（３） 熱力学第１法則に関する演習 準静的過程、理想気体の内部エネルギー、状態量、様々な準静的過程（等温、定積、定圧）に関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第3回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第3回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第4回 | 熱力学（４） 熱容量と比熱、準静的断熱過程に関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第4回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第4回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第5回 | 熱力学（５） カルノーサイクルに関する演習。 熱力学第２法則（トムソンの原理、クラウジウスの原理）に関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第5回目の内容について、物理学IIの講義ノートや教科書、用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノート、物理学IIの教科書や参考書を用いて、第5回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第6回 | 熱力学（６） カルノーサイクルに関する演習。様々な準静的過程におけるエントロピー変化の演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第6回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第6回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第7回 | 熱力学（７） カルノーサイクルにおけるエントロピーの演習。 不可逆過程におけるエントロピー変化の演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第7回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第7回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第8回 | 熱力学の総復習と、電磁気学（１） 熱力学の総復習演習。 ベクトル場（デカルト座標）を描く演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第8回目の内容について、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノート、教科書や参考書を用いて、第8回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第9回 | 電磁気学（２） 広がりのある電荷分布が生成する電場を求める演習。 ベクトル場（２次元極座標）を描く演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第9回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第9回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第10回 | 電磁気学（３） 対称性のある電荷分布の生成する電場に対するガウスの法則（積分形）によるアプローチに関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第10回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第10回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第11回 | 電磁気学（４） ガウスの法則（積分形、微分形）、静電ポテンシャル、ベクトル場の回転に関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第11回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第11回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第12回 | 電磁気学（５） コンデンサー、静電場のエネルギーに関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第12回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第12回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第13回 | 電磁気学（６） ガウスの法則（積分形）に関する演習。オームの法則の電子論に関する演習。 対称性のある電流分布の生成する磁場に対するアンペールの法則（積分形）によるアプローチに関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第13回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第13回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第14回 | 電磁気学（７） ビオ・サバールの法則、アンペールの法則に関する演習。 物理学IIの講義ノートを参考に、配布プリントの問題を解く。 【事前学習】第14回目の内容について、物理学IIの教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（３０分） 【事後学習】演習プリント、物理学IIの講義ノートや教科書、参考書を用いて、第14回目の内容について復習しておくこと。（３０分） |
| 第15回 | 総合演習とその解説 【事前学習】第１回目から第１４回目の内容の学習(６０分) |
その他
| 教科書 |
指定しない。
授業中配布するプリントによる。
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| 参考書 |
朝永振一郎 『物理学とは何だろうか 上、下』 岩波書店
戸田盛和 『熱・統計力学』 物理入門コース 岩波書店
エンリコ・フェルミ 『フェルミ 熱力学』 三省堂 1973年
長岡洋介 『電磁気学 I, II』 物理入門コース 岩波書店
Edward M. Purcell 『バークレー物理学コース 電磁気』 <復刻版>バークレー物理学コース 丸善 2013年
和達三樹 『物理のための数学』 物理入門コース 岩波書店
リチャード・ファインマン 『ファインマン物理学 電磁気学』 岩波書店
原島鮮 『熱力学・統計力学』 培風館
砂川重信 『熱・統計力学の考え方』 物理の考え方 岩波書店
藤原邦男 『熱学入門』 東京大学出版会
菊川芳夫 『熱力学』 講談社
松下 貢 『物理学講義 熱力学』 裳華房
三宅哲 『熱力学』 裳華房
押田 勇雄、 藤城 敏 『熱力学』 基礎物理学選書 裳華房
妹尾学 『熱力学』 サイエンス社
Sadi.Carnot (広重徹 訳) 『カルノー・熱機関の研究』 みすず書房
マックス・ボルン 『原因と偶然の自然哲学』 みすず書房
山本義隆 『熱学思想の史的展開 1~3』 筑摩書房
砂川重信 『電磁気学』 物理テキストシリーズ 岩波書店
砂川重信 『電磁気学の考え方』 物理の考え方 岩波書店
砂川重信 『電磁気学―初めて学ぶ人のために』 培風館
砂川重信 『理論電磁気学』 紀伊国屋書店
太田 浩一 『電磁気学の基礎I, II』 東京大学出版会
安達忠次 『ベクトル解析』 培風館
ジョージ.ブラウン・アルフケン, ハンス.J・ウェーバー他 『基礎物理数学1~4』 講談社
松平升、大槻義彦、和田正信 『理工教養 物理学I,II』 培風館
原康夫 『物理学基礎』 学術図書 2016年 第5版
北林照幸, 藤城武彦, 滝内賢一 『基礎から学ぶ物理学』 講談社 2018年
他の参考書は授業中に指示する。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
平常点による。 通常の授業への取り組みかた(レポート課題の提出状況と内容等)を“重視”する。 |
| 質問への対応 | 授業中随時。 |
| 研究室又は 連絡先 |
梅津：９号館 ２階 921E室 野手：１号館 ２階 物理準備室 鈴木：１号館 ２階 122B室 境： 電子線利用研究施設 ２階 D２０７室 |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 11:30 ～ 13:00 (梅津)
水曜 船橋 12:10 ～ 13:10 (鈴木)
月曜 船橋 12:00 ～ 13:00 （境）
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| 学生への メッセージ |
問題を必ず自力で解くように努力すること。 |