最終更新日:2017/03/01
Syllabus
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概要
対象年度 年度 2017 (週2コマ)秋期,(週2コマ)春期 開講時限 木3,木4
開講学部・学科等 理工
科目コード 640001900 科目ナンバー SEZ01503
授業名 物理実験
英文授業名 Experiments in Physics
担当教員 高橋 忍

授業形態 実験・実習・実技
e-learning利用 その他:
担当形態 クラス分け
関連する授業 基礎物理A,基礎物理B
当科目履修前に履修して
おくことが望ましい科目
後続関連授業 振動と波動、基礎電磁気学
教職課程科目 教科に関する科目
テーマ・キーワード 力学・エネルギー・波動・電磁気・熱・データ処理

授業の概要・ねらい 物理学の知識及び方法論を習得するためには、具体的な現象に接することはとても重要なことである。実験を通して現象の本質を理解することを目的とする。また実験技術として計測機器の取り扱い、ポケット・コンピュータおよびパーソナル・コンピュータを用いたデータの処理方法の修得も目的とする。運動、振動、波動、エネルギーといった物理の基本的な概念が各実験を通して習得できるようにしてある。具体的な実験テーマとしては、コンピュータを用いた実験データの処理及び理論式の数値計算、共振現象(コンピュータを利用したデータ処理を含む)、フラクタル図の作成、音波の干渉(コンピュータを利用したデータ処理を含む)、エネルギー変換を取り上げる。

到達目標 物理現象を理解し、その内容を説明できる。
実験結果を分析することにより、物理現象を理解し、その内容を説明できる。
実験結果とその分析により、理解した物理現象について報告書にまとめることができる。
以上の事ができることを、到達目標とする。
教科書と準備するもの 指導書を配布する。
準備するもの:B5ノート(ルーズリーフ不可)
参考書 特になし
評価の基準 実験の内容を理解し、実験の内容を伝えることができる。実験結果を分析し現象を理解している。実験結果を検討し、レポートにまとめることができる。
具体的評価方法 レポート40%、ノート点検20%、平常点40%、平常点は実験への取り組む姿勢・態度と実験の結果を総合的に判断する。
授業評価アンケート
フィードバック・
受講生へメッセージ
アンケートの結果を元に指導書を修正した。
単位互換
特記

授業計画
第1回 内容
実験の実施要領の説明。
ノギス、マイクロメータの使用方法。
有効数字について。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:表とグラフの書き方を確認し、まとめておく。
復習:ノギス、マイクロメータの使い方を確認し、まとめておく。
授業実施特記 B5ノート(ルーズリーフ不可)を用意する。
第2回 内容
白湯の温度測定。表とグラフの作成方法。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の表とグラフの書き方の項目を確認ておく。
復習:表とグラフの書き方を確認し、まとめておく。
授業実施特記 グラフ用紙(A4)を用意する。
第3回 内容
ノギス、マイクロメータ、秤を使った測定。体積、密度、誤差率の計算。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の有効数字の項目を確認し、まとめておく。
復習:有効数字の計算を確認し、指導書の演習問題を解く。
授業実施特記
第4回 内容
"ポケット・コンピュータ1"
有効数字を考慮した数値計算。ベイシックによるプログラミングの練習。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の有効数字の項目を確認しておく。
復習:ベイシックプログラムの基本操作方法を確認し、まとめておく。
授業実施特記
第5回 内容
内容:"ポケット・コンピュータ2"
与えられた数式について数値計算のベイシックプログラムを作り計算結果をグラフにする。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の理論値の計算方法とグラフの描き方の項目を確認し、まとめておく。
復習:ベイシックプログラムの機能について内容を確認し、まとめておく。
授業実施特記
第6回 内容
"力学系の共振現象1"
強制力の周期と振動体の周期の測定。強制力の振動数と振動体の振幅の測定。

授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の力学共振の項目を確認し、まとめておく。
復習:測定値した、周期のグラフ、振幅のグラフを作成する。
授業実施特記
第7回 内容
"力学系の共振現象2"
強制力の振動数と強制力の振動体の間の位相差の測定。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の力学共振(位相差について)の項目を確認し、まとめておく。
復習:測定値した、位相差のグラフを作成する。
   第6回、第7回の内容についてレポートを作成する。
授業実施特記 レポートの提出
第8回 内容
"パーソナル・コンピュータ1"
フラクタル図形の基本プログラムの入力。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書のフラクタル図形の項目を確認し、まとめておく。
復習:パーソナルコンピュータの基本操作方法を確認し、まとめておく。
授業実施特記
第9回 内容
"パーソナル・コンピューター2"
各自、基本プログラムを基に独自のプログラムを作り結果を写真に撮る。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:様々なフラクタル図形について調べておく。
復習:パーソナルコンピュータの操作方法を確認し、まとめておく。
授業実施特記
第10回 内容
口頭試問及びレポートに対しての講評。
補充実験の必要な者は、補充実験を行う。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:今まで行った項目について確認し、口頭試問の準備をしておく。
復習:講評をもとに、レポートの訂正をする。
授業実施特記 レポート提出
第11回 内容
"音波の干渉1"
使用する音波の波長の測定。音速の計算。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の音波(波長)の項目を確認し、まとめておく。
復習:測定値した波長での音波の伝播グラフを作成する。
授業実施特記
第12回 内容
"音波の干渉2"
二重スリットを用いた音波の干渉縞の測定。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書の音波(干渉)の項目を確認し、まとめておく。
復習:測定値した音波の干渉グラフを作成する。
   第11回、第12回の内容についてレポートを作成する。
授業実施特記 レポートの提出
第13回 内容
"エネルギー変換1"
人力(自転車)により発電機を回して得た電力により湯を沸かす。水温、電流、電圧、脈拍等の測定。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:指導書のエネルギー変換の項目を確認し、まとめておく。
復習:測定値のグラフを作成する。
授業実施特記
第14回 内容
"エネルギー変換2"
前回のデータを解析し、人力エネルギーの変換効率を求める。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:様々なエネルギー変換の例を調べておく。
復習:第13回、第14回の内容についてレポートを作成する。
授業実施特記 レポート提出
第15回 内容
口頭試問及びレポートに対しての講評。
補充実験の必要な者は、補充実験を行う。
授業時間外における学修(予習・復習等) 予習:今まで行った項目について確認し、口頭試問の準備をしておく。
復習:講評をもとに、レポートの訂正をする。
授業実施特記 レポートの提出