講義内容詳細:物理基礎実験Ⅰ

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年度/Academic Year 2024
授業科目名/Course Title (Japanese) 物理基礎実験Ⅰ
英文科目名/Course Title (English) Basic Experimental Physics Ⅰ
学期/Semester 前期前半 単位/Credits 1
教員名/Instructor (Japanese) 下山 淳一/北野 健太/元木 貴則/杉田 聡司/守山 裕大/鈴木 慎太郎
英文氏名/Instructor (English) SHIMOYAMA Junichi/KITANO Kenta/MOTOKI Takanori/SUGITA Satoshi/MORIYAMA Yuuta/SUZUKI Shintaro

講義概要/Course description
理学・工学の基礎を学ぶにあたって、紙の上の勉強だけでなく、自分の手で行い、自分の目で観察すること、更にそれを自分の頭で客観的な事柄としてまとめて表現すること、すなわち実験の経験を積むことは不可欠である。このような趣旨の実験科目は大学入学初年度からすぐ始めなければならない。高校や大学初年度で学んだ物理学の基礎的な事項を自ら経験し、大学レベルのレポートを書き上げる訓練をするに十分な用意はしてあるので、期待して受講されたい。
達成目標/Course objectives
高校、そして大学で勉強した物理の実験を通して自分の目で確認することを目標とする。また、実験の基本的技術や基礎的知識(誤差の概念、実験結果のグラフによる表現、まとめ方)を学ぶ。
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)に基づき、当該科目を履修することで身につく能力 / Abilities to be acquired by completing the course in accordance with the faculty and graduate school diploma policy (graduation certification and degree conferral)
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)/ Undergraduate and Graduate Diploma Policy (Graduation Certification and Degree Conferral)
履修条件(事前に履修しておくことが望ましい科目など)/Prerequisite
事前に履修する科目は特にないが、実習内容を理解して実験レポートをまとめるために、次の実験テーマに関する予習は必須である。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class ガイダンス (1)[第1週は休講予定、第2週にガイダンスを対面で行う]
実験実施要領、実験の基礎知識、実験結果のまとめ方の説明
2
授業計画/Class ガイダンス (2)
実験実施要領、実験の基礎知識、実験結果のまとめ方の説明
3
授業計画/Class 有効数字、誤差、グラフの説明 (1)
有効数字、誤差の概念、グラフ(方眼、対数)の使い方を学ぶ。
4
授業計画/Class 有効数字、誤差、グラフの説明 (2)
有効数字、誤差の概念、グラフ(方眼、対数)の使い方を学ぶ。
5
授業計画/Class 重力による加速度 (1)
単振り子の周期を測定して重力の加速度を求める。
6
授業計画/Class 重力による加速度 (2)
単振り子の周期を測定して重力の加速度を求める。
7
授業計画/Class 単振動 (1)
ばねにつるしたおもりの運動について調べ、単振動の理解を深める。
8
授業計画/Class 単振動 (2)
ばねにつるしたおもりの運動について調べ、単振動の理解を深める。
9
授業計画/Class 力と力のモーメント (1)
複数のバネ秤を使って、質点および剛体にかかる力のつり合いを観察する。
10
授業計画/Class 力と力のモーメント (2)
複数のばね秤を使って、質点および剛体にかかる力のつり合いを観察する。
11
授業計画/Class 音速の測定 (1)
気柱の共鳴をスピーカーとマイクロフォンを用いて観察し、空気中の音速を算出する。
12
授業計画/Class 音速の測定 (2)
気柱の共鳴をスピーカーとマイクロフォンを用いて観察し、空気中の音速を算出する。
13
授業計画/Class 等電位線 (1)
平面上の導体に定常電流が流れている時の電場の様子を各点での電位を測って調べる。
14
授業計画/Class 等電位線 (2)
平面上の導体に定常電流が流れている時の電場の様子を各点での電位を測って調べる。
15
授業計画/Class 実験結果の検討
物理基礎実験でおこなった実験の結果について、各自実験担当者とディスカッションを行う。
 
事前学習/Preparation 実験の内容をよく理解しておくこと。
事後学習/Reviewing 実験結果と併せて実験の意味を理解すること。
授業方法/Method of instruction
区分/Type of Class 対面授業 / Classes in-person
実施形態/Class Method 通常型 / regular
補足事項/Supplementary notes本講義は対面授業(通常型)で実施する。受講生を2グループに分けて行う。毎回、上記実験テーマのうち、1つのテーマを実習する。授業開始までに、予習レポートを作成して提出し、当日行う実験テーマの内容をテキストを読んで理解しておく。授業中の大まかな流れとしては、最初に、各実験テーマの担当者より実験の説明を受け、その後、実験を開始し、講義時間内に測定データの取得などの課題をこなす。授業が終了した後、実験レポートをまとめ、提出する。なお、レポート提出先や具体的な実施方法は初回ガイダンスで指示するので必ず参加すること。また、状況によっては受講方式を変更することがある。

活用される授業方法/Teaching methods used
成績評価方法/Evaluation
1 100% 実験テーマ受講前の予習レポートの提出と内容(40%)、および実験テーマ受講後の実験レポートの提出と内容(60%)。実験レポートの内容評価は考察を重視する。


教科書/Textbooks
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1 改訂後:物理数理学科編著:物理基礎実験テキスト(電子版)
参考書/Reference books
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1 物理学 (三訂版) : 小出昭一郎著 (裳華房)
高校物理の教科書、参考書
メッセージ/Message
・テキストおよび参考書をよく読んで、受講時までに予習レポートを書く。
・関数電卓を準備する。
・課題によっては事前にグラフを用意しておくこと(ガイダンスの際に指示)。


その他/Others
予習レポート、実験レポートの提出がない場合にはその実験テーマの評価は0点となる。
なお、この科目は全ての回を全教員で分担して行う。