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授業テーマ
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振動・波動の物理的な、数学的な考え方を学ぶ。
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授業のねらい・到達目標
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音、光・電磁波、地震波、電子、、、など振動・波動は物理学はもとより工学などの分野まで広く関連する重要な現象である。ここでは、基本的な振動・波動現象の考え方と数学的扱いについて学び、その物理現象の基本的な考え方を理解することを目標とする。
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授業の方法
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具体的な自然界の具体的な振動・波動現象についても触れながら、教科書を中心に行う。振動、波動波動の基礎となる数学的な式は微分方程式であり、なかなか理解が難しいので、その考え方の理解を補うために、パワーポイントの動画などで見せながら授業を行う。
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履修条件
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なし
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事前学習・授業計画コメント
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一年生の数学、特に微分・積分計算に慣れておく必要がある。
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授業計画
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1
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運動の法則の復習
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2
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単純な微分方程式の解法
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3
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単振動とその運動方程式、バネのエネルギー
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4
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連成振動、２個のおもりの結合した系
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5
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連成振動、３個のおもりの結合した系
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6
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無限個のおもりとバネが連結した系と波動方程式
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7
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減衰振動と強制振動
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8
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波動方程式とフーリエ級数
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9
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フーリエ級数の応用
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10
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波の干渉
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11
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波の反射と屈折
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12
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定常波
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13
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波の回折
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14
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理解度の確認
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15
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試験の解説と補足
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その他
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教科書
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『振動・波動 （小形正男）』
裳華房
2009年
第11版
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参考書
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『Newton別冊 なるほどよくわかる波のサイエンス （水谷仁）』
ニュートンプレス
2009年
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成績評価の方法
及び基準
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試験(40%)
、
授業内テスト(40%)
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授業参画度(20%)
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オフィスアワー
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里子研究室８号館１階A111で、第１回授業時に指示。 また、里子研究室ホームページを参照
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