物理実験学

科目名平成28年度以降入学者	物理実験学
科目名平成27年度以前入学者	物理実験学
教員名	蒲原康二
単位数	2	学年	2	開講区分	文理学部
科目群	物理学科
学期	後期	履修区分	必修

授業概要	物理に関する研究的実験を行うとき、会得しておく必要がある種々の基礎知識について、入門する。
授業のねらい・到達目標	物理実験において、必要とされる実験技術・操作や測定値の適正な取り扱いが実践できるようになること。そして、必要となればさらに高度な技術へのアクセスが可能になること。この科目は文理学部（学士（理学））のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応している。
授業の方法	授業計画に従って、順次、実験技術の基礎的事項を板書及び後述によって紹介・解説する。本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とします。

授業計画
1	基礎的物理量とSI単位系（グラフ様式を含む）【事前学習】理科年表によるSI 単位系の確認【事後学習】基本単位の成立関係の整理
2	測定値の取り扱い１（誤差と公差・最確値・誤差分布関数・標準偏差の導出）【事前学習】算術平均値が最確値となる理由について考えてみよう。【事後学習】最確値と標準偏差の算出法の整理
3	測定値の取り扱い２(誤差分布関数の導出・平均値法から最小自乗法へ）【事前学習】高校数学で習ったはずの組み合わせの復習【事後学習】誤差分布関数がガウス関数であることの確認と、全空間積分の値の導出法を調べてみる。
4	測定値の取り扱い３（グラフによる解法・移動平均による平滑化）【事前学習】最近のAD 変換器の能力を調べてみよう。【事後学習】強磁性体の磁気転移についての図式解法について調べてみよう。
5	材料の知識１（金属）【事前学習】金属類共通の性質を確認しておこう。【事後学習】金属結合の機構を調べよう。結晶構造と機械定性質の関係を整理しておく。
6	材料の知識２（有機・無機材料）【事前学習】日常に使用しているプラスチック容器や陶磁器の性質を整理しておく。【事後学習】各材料の性質を表にしておこう。機械加工の可能性についても整理しておこう。
7	機械加工法の紹介（工具・螺子・ロウ付け・旋盤・ボール盤・フライス盤）【事前学習】日常の製品をつこる立場で加工法をかんがえてみよう。【事後学習】ホームセンタなどでどのような工具類が入手可能か調べてみよう。
8	電子回路１（基本部品）【事前学習】いままでの物理実験で使用してきた部品の機能を整理しておこう。【事後学習】各部品の基本仕様及び記号について整理しておこう。
9	電子回路２（基本部品による回路）【事前学習】電源回路や増幅回路とはどんなものであったか思い出しておこう。【事後学習】電源回路や増幅回路を図面上で設計してみよう。
10	電子回路３（ICによる回路）【事前学習】個別トランジスタを使用した増幅器の問題点を整理しておこう。【事後学習】各種演算増幅器の基本性能を表などのにして整理しておこう。各基本回路を整理しておこう。TTLと呼ばれるデジタルICについて調べておこう。
11	各種温度計と電気炉の温度制御【事前学習】 ITS-90 について、理科年表で調べておこう。【事後学習】白金の電気抵抗率の温度特性を、理科年表の基準関数表を使用して作成しよう。
12	伝熱（熱伝導・熱輻射・熱伝達）【事前学習】熱伝導を担うものはなにか。熱輻射での表面反射率との関係、そして層流と乱流と熱伝達の関係を調べておこう。【事後学習】熱伝導方程式と熱伝達方程式の整理。国体輻射と実際の金属の熱輻射の関係を整理しておこう。
13	真空の発生と真空度測定【事前学習】いままで使用したことのある真空ポンプを思い出しておこう。ガイスラー管の放電現象を調べておこう。【事後学習】実用的真空ポンプと真空容器、真空度別真空計の関係を整理しておこう。また、粘性流と分子流の区別。薄膜生成技術について、調べておこう。
14	授業内テストと解説【事前学習】第２回から第13回の内容を復習しておこう。【事後学習】テストで答えられなかった内容を整理しておこう。
15	テストの結果講評および低温発生技術と超伝導マグネット【事前学習】本講義の内容で、改めて聞きたい事項を生理しておこう。【事後学習】本講義の内容を改めて整理しておこう。
16	【事前学習】【事後学習】
17	【事前学習】【事後学習】
18	【事前学習】【事後学習】
19	【事前学習】【事後学習】
20	【事前学習】【事後学習】
21	【事前学習】【事後学習】
22	【事前学習】【事後学習】
23	【事前学習】【事後学習】
24	【事前学習】【事後学習】
25	【事前学習】【事後学習】
26	【事前学習】【事後学習】
27	【事前学習】【事後学習】
28	【事前学習】【事後学習】
29	【事前学習】【事後学習】
30	【事前学習】【事後学習】

その他
教科書	使用しない
参考書	使用しない
成績評価の方法及び基準	授業内テスト(50%)、授業参画度(50%)
オフィスアワー	授業終了時

授業計画
1	基礎的物理量とSI単位系（グラフ様式を含む）【事前学習】理科年表によるSI 単位系の確認【事後学習】基本単位の成立関係の整理
2	測定値の取り扱い１（誤差と公差・最確値・誤差分布関数・標準偏差の導出）【事前学習】算術平均値が最確値となる理由について考えてみよう。【事後学習】最確値と標準偏差の算出法の整理
3	測定値の取り扱い２(誤差分布関数の導出・平均値法から最小自乗法へ）【事前学習】高校数学で習ったはずの組み合わせの復習【事後学習】誤差分布関数がガウス関数であることの確認と、全空間積分の値の導出法を調べてみる。
4	測定値の取り扱い３（グラフによる解法・移動平均による平滑化）【事前学習】最近のAD 変換器の能力を調べてみよう。【事後学習】強磁性体の磁気転移についての図式解法について調べてみよう。
5	材料の知識１（金属）【事前学習】金属類共通の性質を確認しておこう。【事後学習】金属結合の機構を調べよう。結晶構造と機械定性質の関係を整理しておく。
6	材料の知識２（有機・無機材料）【事前学習】日常に使用しているプラスチック容器や陶磁器の性質を整理しておく。【事後学習】各材料の性質を表にしておこう。機械加工の可能性についても整理しておこう。
7	機械加工法の紹介（工具・螺子・ロウ付け・旋盤・ボール盤・フライス盤）【事前学習】日常の製品をつこる立場で加工法をかんがえてみよう。【事後学習】ホームセンタなどでどのような工具類が入手可能か調べてみよう。
8	電子回路１（基本部品）【事前学習】いままでの物理実験で使用してきた部品の機能を整理しておこう。【事後学習】各部品の基本仕様及び記号について整理しておこう。
9	電子回路２（基本部品による回路）【事前学習】電源回路や増幅回路とはどんなものであったか思い出しておこう。【事後学習】電源回路や増幅回路を図面上で設計してみよう。
10	電子回路３（ICによる回路）【事前学習】個別トランジスタを使用した増幅器の問題点を整理しておこう。【事後学習】各種演算増幅器の基本性能を表などのにして整理しておこう。各基本回路を整理しておこう。TTLと呼ばれるデジタルICについて調べておこう。
11	各種温度計と電気炉の温度制御【事前学習】 ITS-90 について、理科年表で調べておこう。【事後学習】白金の電気抵抗率の温度特性を、理科年表の基準関数表を使用して作成しよう。
12	伝熱（熱伝導・熱輻射・熱伝達）【事前学習】熱伝導を担うものはなにか。熱輻射での表面反射率との関係、そして層流と乱流と熱伝達の関係を調べておこう。【事後学習】熱伝導方程式と熱伝達方程式の整理。国体輻射と実際の金属の熱輻射の関係を整理しておこう。
13	真空の発生と真空度測定【事前学習】いままで使用したことのある真空ポンプを思い出しておこう。ガイスラー管の放電現象を調べておこう。【事後学習】実用的真空ポンプと真空容器、真空度別真空計の関係を整理しておこう。また、粘性流と分子流の区別。薄膜生成技術について、調べておこう。
14	授業内テストと解説【事前学習】第２回から第13回の内容を復習しておこう。【事後学習】テストで答えられなかった内容を整理しておこう。
15	テストの結果講評および低温発生技術と超伝導マグネット【事前学習】本講義の内容で、改めて聞きたい事項を生理しておこう。【事後学習】本講義の内容を改めて整理しておこう。
16	【事前学習】【事後学習】
17	【事前学習】【事後学習】
18	【事前学習】【事後学習】
19	【事前学習】【事後学習】
20	【事前学習】【事後学習】
21	【事前学習】【事後学習】
22	【事前学習】【事後学習】
23	【事前学習】【事後学習】
24	【事前学習】【事後学習】
25	【事前学習】【事後学習】
26	【事前学習】【事後学習】
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30	【事前学習】【事後学習】