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振動と波動

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令和元年度以前入学者 振動と波動
教員名 水野伸夫
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 前期 履修区分 必修
授業の形態 オンデマンド型の遠隔授業と課題研究を組み合わせる。
授業概要 物理学はもとより自然科学の広い分野に関連する振動・波動現象の基礎事項とその数学的扱いについて講義する。
授業のねらい・到達目標 （１）基本的な振動現象や波動現象を理解し、それに関連する問題を解くための物理学と数学の学力をつける。
（２）単振動、減衰振動、強制振動、連成振動等の振動現象や干渉、回折等の波動現象の意味とそれらを表す物理法則が導かれる仮定が理解でき、それをもとに基礎的な演習問題を解けるようになることが目標である。

既存の知識にとらわれることなく、物事を論理的に、批判的に考え、説明することができる。(A-3-2)

この科目は文理学部のDP3及びCP3に対応しています。
授業の方法 Blackboadを通して教材を提供し、内容に関する課題を提出する。課題の解説は翌週以降に行う。また、Blackboadを通して質問や議論の機会を提供する。
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 ガイダンス（授業の到達目標と方法の解説）と２階常微分方程式の解法について
【事前学習】２階常微分方程式の解法を調べる。 （2時間）
【事後学習】第１回目のプリントを見直して、関連する教科書の例題を理解する。 （2時間）
2 単振動、単振動の運動方程式とその解法について
【事前学習】教科書p.5～p.9を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第2回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
3 単振動のエネルギー、単振動とその例について
【事前学習】教科書p.10～p.17を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第3回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
4 減衰振動と強制振動、パラメータ励振について
【事前学習】教科書p.25～p.37を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第5回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
5 連成振動とそれに関連する基準座標と基準振動について
【事前学習】教科書p.38～p.54を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第5回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
6 フーリエ級数とフーリエ変換について
【事前学習】教科書p.86～p.101を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第6回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
7 波動とその表し方について
【事前学習】教科書p.102～p.104、p.113～p.115を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第７回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
8 波動方程式とその解法について
【事前学習】教科書p.105～p.117を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第8回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
9 2次元の波動とその表し方について
【事前学習】教科書p.80～p.84を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第9回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
10 音波、波動のエネルギーについて
【事前学習】教科書p.120～p.122,p.128～p.133を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第10回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
11 波の反射・透過・屈折について
【事前学習】教科書p.135～p.143を、p.153～p.160読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第11回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
12 波の干渉について
【事前学習】教科書p.161～p.166を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第12回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
13 薄膜の干渉、波の回折について
【事前学習】教科書p.167～p.171を読み、疑問点や不明な点をまとめておく。 （2時間）
【事後学習】第13回目の授業ノートを復習し、プリントの問題を考える。 （2時間）
14 これまでの総括とプリントの問題の解説
【事前学習】これまでのプリントの問題を復習しておく。 （2時間）
【事後学習】授業ノートを見直し、プリントの問題の確認する。 （2時間）
15 学習内容の確認と授業内試験(A-3-2)
【事前学習】授業ノートとプリントの問題を再復習する。 （2時間）
【事後学習】試験でわからなかった所を授業ノートと教科書で確認する。 （2時間）
その他
教科書 鹿児島誠一 『振動・波動入門』 サイエンス社 1992年
参考書 なし
成績評価の方法及び基準 授業内テスト(80%)、授業参画度:課題の提出状況での評価(20%)
オフィスアワー Blackboadを通して対応する。

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