開講年度 2007
教育課程名 主専門教育課程 共通科目
授業科目番号 3
授業科目名 物理学C
開講曜日と時限 木曜日3・4時限
教室番号 N209
開講学期 後期
単位数 2
対象学科・学年 機械システム工学科1年
必修・選択の別 選択
授業方法 講義
担当教員 松元和幸
教員室番号 N253
連絡先(Tel) 46-5638
連絡先(E-Mail) matumoto@mmm.muroran-it.ac.jp
オフィスアワー 火曜日15:00−17:00
授業のねらい 振動は自然界にしばしば見られる現象である。安定に静止している物体はわずかな乱れが与えられたとき、もとにもどろうとし、それと慣性とによって振動を生じることが多いからである。本講義では、これらの現象に共通する運動を、数式的にどう扱うかを学ぶ。

到達度目標 自然現象の中には本質的に非線形である現象もあるが、多くの場合止まった状態である安定点の回りで展開することにより、現象を線形化することができる場合がある。そのような時、振動現象を単振動の集まりと表現して、その方程式を解くことができるようになることが目標である。そのため、数学的基礎として周期関数のフーリエ級数についても慣れ親しむことが必要となる。
授業計画 1.基本方程式(いくつかの例) 教科書113p−114p
2.二自由度系            123p−126p
3.N−自由度系           127p−128p
4.連続体の振動           129p−130p
5.波動の諸性質           134p−137p
6.波動方程式の解法         130p−131p
7.フーリエ級数           118p−119p
8.弾性率               84p−89p
9.棒のたわみ             94p−97p
10.応力テンソル           82p−84p
11.一般化されたフックの法則     該当なし
12.量子力学とシュレディンガー方程式 341p−346p

以上の項目を15講にわけて講義する。したがって、ある項目は2週にまたがって講義することになる。
教科書及び教材 小出昭一郎著 物理学(三訂版)第4章、第3章
参考書 バークレー物理学コース3 波動
            (記述が丁寧だがボリュームがある。)
藤原邦男著 振動と波動 サイエンス社
             (コンパクトではあるが難しい)
成績評価方法 定期試験において100点満点中60点以上を合格とする。
履修上の注意 再試は次年度の5月頃に行う。詳細はおって掲示する。
再試でも合格できなかった学生は再履修となる。

教員からのメッセージ 振動、波動はいろいろな所に現れる共通した現象である。したがって、
これをマスターすればいろいろな応用が可能となる。たとえば、講義でも取り上げる予定だが、現代物理学では必須の量子力学も波動現象の応用であるといえる。(講義では入門程度にして深入りはしない。)
波動現象はこのように大変広い分野なので、学生諸君は教科書をよく読み、復習に力を注いで欲しい。
学習・教育目標との対応 理工学の基礎(D)自発的に勉学を続けることができる能力の養成と対応
関連科目 物理学A、B
その他