| 開講学期／Course Start | 2018年度／Academic Year 前期／First |
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| 開講曜限／Class period | 火/Tue 3,火/Tue 4 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 応用理化学系学科 |
| 対象学年／Year | 2年,3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 主専門教育科目 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 振動・波動論／Vibration and Wave |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 高野英明(応用理化学系学科応用物理コース) |
| 時間割コード／Registration Code | B3217 |
| 連絡先／Contact | 高野英明(教員室：Q205室，Tel：0143-46-5617，E-mail：takano@mmm.muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours | 高野英明(水曜日 16:30-18:00) |
| 更新日／Date of renewal | 2018/03/20 |
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| 授業のねらい ／Learning Objectives |
一定の状態で同一の状態を繰り返す現象を振動といい,この振動状態が時間とともに物質や空間中を伝わる現象を波動という。我々の身の回りや自然界に見られる振動や波動を起こす原因は多様であるが,数学的には同じ形式で表されているものが多い。振動や波動の数学的表現を学び,その意味を理解することを目的とする。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
1. 異なる系で見られる単振動が共通の数学的表現で表されることを理解する。(15%) 2. 単振動のもつ基本的な性質を数学を使って表し,理解することができる。(10%) 3. 単振動や減衰振動の運動方程式を解き,物理的に意味のある解を導くことができる。(40%) 4. 強制振動と共鳴の基本的な性質が理解できる。(5%) 5. 波動方程式を用いて波の性質,特に重ね合わせの原理とその解の性質が理解できる。(10%) 6. 波の固定端および自由端での反射を図を用いて説明できる。(10%) 7. 正弦波の基本的な性質を説明できる。(10%) 8. 解いた結果から何が言えるかを考える習慣を身につける。 |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数（実時間）：24時間 第1週 振動･波動論履修のためのガイダンス,数学的な準備 ○シラバス配布（授業の進め方と成績評価方法等の説明） ○基礎物理演習をもとにした数学の確認 第2～4週 数学に関する準備といろいろな単振動 ○複素数と複素平面 ○バネの振動(水平に置かれた場合,鉛直におかれた場合) ○振り子の運動(単振り子,実体振り子) ○ＬＣ回路の電気振動 ○極小を持つポテンシャル中の微小振動 ○等速円運動する質点の正射影の運動 第5～6週 単振動 －特徴と性質－ ○運動方程式の解法 ○周期とエネルギー ○単振動の合成とうなり 第7～8週 フーリエ級数 －単振動の合成の拡張－ (任意の周期振動を単振動の合成として表す) 第9～10週 減衰振動,強制振動と共鳴 ○運動方程式の解法 ○実際の運動の例 第11週 連結振動(進行状況によりカットすることもある) (多自由度系の振動を考える) 第12～14週 波と波動方程式 ○波の基本的な性質 ○波動方程式の導出 ○正弦波と干渉 ○波の反射 第15週 波の複素数表示,自己達成度評価,授業評価アンケート 第16週 定期試験 ※宿題について 〇毎講義で宿題を課す。 〇宿題はe-ラーニングシステムMoodleの教育コース「振動・波動論2018」に1週間前までに掲載するので，各自でA4用紙に印刷して解答し，当該の授業で提出すること。 〇宿題の解答用紙は毎講義の初めに回収し，解答内容を確認後,翌週に返却する。 ※ALシートについて 〇毎講義に，授業内容の考察を行うためのシート（ALシート）を配布し，各講義でのトピックスについての考察や，授業の振り返りを行う。 〇宿題とALシートの両方を提出した者について，その回の授業の評価の対象とする。 |
| 教科書 ／Required Text |
物理学 小出昭一郎著 裳華房 1997(ISBN:9784785320744) |
| 参考書等 ／Required Materials |
振動・波動 小形正男著 裳華房 1999(ISBN:9784785320881)
振動・波動演習 有山正孝, 品田正樹, 林信夫編著 裳華房 1985振動・波動演習 有山正孝, 品田正樹, 林信夫編著 裳華房 2013(ISBN:9784785321291) |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
1. 定期試験70％,ALシートと宿題などの事前学習を30%で評価し,100点満点で60点以上を合格とする。 2. 不合格者には課題を与え,これをレポートとして提出した者について再試験を1回実施する。成績は再試験70%,定期試験終了時の成績30%で評価し,100点満点で60点以上を合格とする。 3. 特別の事由がある者については定期試験の再試験をもって追試験とする。成績は定期試験時と同様であるが,追試験不合格者に対する再試験は実施しない。 4. 到達度目標1~7は宿題等の事前学習と定期試験,追試験または再試験で評価する。到達度目標8は努力目標とし,評価しない。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
授業の欠席は減点の対象とする。 最終成績が不合格の者は次年度以降再履修すること。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
疑問を持ちながら授業を受けるようにしましょう。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
応用物理コースの学習目標(D)理工学基礎｢技術者としての素養および応用物理を理解するための基礎として，数学，自然科学，情報科学を修得する｣に対応する。 JABEE基準1(2)の(c)数学及び自然科学に関する知識とそれらを応用する能力、(d)当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力、(g)自主的、継続的に学習する能力に対応する。 |
| 関連科目 ／Related course |
基礎物理A,B,量子論,量子力学,物理数学,物理数学演習 |
| 備考 ／Notes |
なし |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（予復習，反転授業，小テスト，振り返り 等） |
授業計画にもある通り，毎講義で宿題を課します。さらに授業中の事項の簡単な考察，確認や，授業の最後にその日の振り返りをALシートで行います。宿題の解答用紙とALシートの両方の提出で各講義の評価を行います。どちらかが欠けたら，その回の講義の評価は0となりますので，注意してください。 |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
基礎物理A，B，解析などの微積分などは基礎知識として必須です。広い視点から物事を論理的にみる力を養います。 |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |