文理学部シラバスTOP > 文理学部 > 理学系 > 宇宙科学
日本大学ロゴ

宇宙科学

このページを印刷する

令和2年度以降入学者 宇宙科学
令和元年度以前入学者 宇宙科学
教員名 新田伸也
単位数    2 学年 1～4 開講区分 文理学部
科目群 総合教育科目
学期 前期 履修区分 選択
授業形態 対面授業
授業概要 身近な現象から天体現象の理解までが、物理学と言う共通の論理体系でなされる事を実感する。天体物理／地球物理現象を教材にして、基礎的な物理学、数学と自分たちの頭を使って、自然現象を理解する事の楽しさを実感する。結果を記憶するのではなく、プロセスを重視して学習し、自力で思考し理解するための契機とする。
授業のねらい・到達目標 ねらい
数学と物理学を基盤とした数理的論理展開によって人類が宇宙を理解している過程を理解する。
目標
誘導にしたがって課題を基礎的な物理学と数学で記述(定式化)できること。
物理学を中心とした科学によって環境を理解できる事を学ぶ事。
1． 毎回の講義中の解説をよく聞く（見る）。
2． 毎回の講義ノートを作成する。
3． 毎回の講義の論理展開を追う。
4． 毎回のノートの数式展開を追う。
5． 必要な数学の補強を行う。
6． 自習しても理解できない部分を質問する。

日本大学教育憲章との関係
・物事を論理的に説明することができる（A-3-1）。
・日常生活における現象に潜む科学的問題を発見することができる（A-4-1）。
・与えられた問題に取り組む気持ちを持つことができる（A-5-1）。

ディプロマポリシーとの関係
この科目は文理学部のディプロマポリシーDP3,4,5およびカリキュラムポリシーCP3,4,5 に対応している。
授業の形式 講義、演習
授業の方法 ・主教材は書画カメラにてスクリーンに提示、補助教材を板書する
・受講生の板書はディジタルカメラで
・復習時に講義ノート作成（注意点は講義中に解説する）
・期末試験で成績評価
・理解を深めるための課題は提示するが、提出義務のある課題は課さない
・学生からの質問が重複するなど、追加説明を要することが判明した場合には、講義予定内容を削減して追加説明するフィードバックを行う
履修条件 数学、物理学を用いた論理展開を嫌がらない事。高校数学（数学IIIの解析学[微積分]、数学C（旧課程の数学B）の線形代数学[ベクトル]）を多用するので、各自十分に補強しておくこと。
授業計画
1 イントロダクション
怪獣映画の特撮、紅茶の葉の運動、水溶き片栗粉
【事前学習】シラバスをよく読んで講義に臨む （2時間）
【事後学習】演繹型学問と帰納型学問 （2時間）
【授業形態】対面授業
2 シミュレーションの原理1　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
次元、次元解析、無次元量
【事前学習】四則演算と演算規約 （2時間）
【事後学習】次元、次元解析、無次元量の理解　 （2時間）
【授業形態】対面授業
3 シミュレーションの原理2　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
Buckinghamのπ定理、相似則
【事前学習】四則演算 （2時間）
【事後学習】Buckinghamのπ定理、相似則の理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
4 シミュレーションの原理3　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
怪獣映画の特撮法
【事前学習】四則演算 （2時間）
【事後学習】シミュレーションの原理に基づく特撮法の理解　 （2時間）
【授業形態】対面授業
5 シミュレーションの原理４　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
怪獣映画の特撮法
【事前学習】四則演算 （2時間）
【事後学習】シミュレーションの原理に基づく特撮法の理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
6 粘性流体1　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
天体の形成、元素の起源
【事前学習】元素の周期表 （2時間）
【事後学習】天体形成に於ける粘性の役割の理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
7 粘性流体2　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
圧力勾配力、粘性力、Navier=Stokes方程式
【事前学習】微積分、ベクトル、Newtonの力学の法則 （2時間）
【事後学習】流体の諸力の理解　 （2時間）
【授業形態】対面授業
8 粘性流体3　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
粘性流の境界条件、川の流れ、鉄砲水の原理
【事前学習】微積分 （2時間）
【事後学習】常微分方程式の解法、境界による速度分布、現象の物理過程の理解　 （2時間）
【授業形態】対面授業
9 粘性流体4　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
紅茶の葉の運動、Ekman流れ
【事前学習】Newtonの力学の法則 （2時間）
【事後学習】現象の物理過程の理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
10 粘性流体5　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
水溶き片栗粉の不思議な振る舞い
【事前学習】Newtonの力学の法則 （2時間）
【事後学習】現象の物理過程の理解、研究のプロセスの理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
11 ブラックホールエンジン1　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
惑星運動、有効ポテンシャル、降着円盤の力学
【事前学習】Newtonの力学の法則、保存力と力学的エネルギー保存則 （2時間）
【事後学習】粘性による円盤中の角運動量輸送の理解　 （2時間）
【授業形態】対面授業
12 ブラックホールエンジン2　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
ブラックホールによるエネルギー解放(BH Fuel engine)
【事前学習】Newtonの力学の法則、仕事とエネルギー （2時間）
【事後学習】粘性による角運動量輸送と落下による重力の仕事 （2時間）
【授業形態】対面授業
13 ブラックホールエンジン3　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
ブラックホールからのエネルギー解放(BH fly-wheel engine)
【事前学習】Lorentz力 （2時間）
【授業形態】対面授業
14 我々が生きて行くための学問1　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
なぜ我々は学ばねばならないのか？
【事前学習】上記問いに対する現時点での自分なりの「答え」を用意する （2時間）
【事後学習】学問と我々の環境の繋がりの理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
15 我々が生きて行くための学問2　（A-3-1）（A-4-1）（A-5-1）
人類の課題を解決するための学問
【事前学習】人類の今日的課題の確認 （2時間）
【事後学習】物理学と我々の環境の繋がりの理解 （2時間）
【授業形態】対面授業
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 試験(100%)
オフィスアワー 講義当日5限終了直後の10分程度
備考 講義中の論理展開に追従するために、高校数学IIIの微積分と高校数学C（旧課程の数学B）のベクトルを履修済みか、または自修して習得することが必要。成績評価の対象とするのは、記憶力ではなく論理力である。期末試験直前の暗記で単位取得することはまず不可能である。普段の講義後の復習時に、論理展開（数式による議論）を確認しながら講義ノートを毎週作成する努力の継続が必須である。単位取得だけであれば四則演算で足りるが、学期に渡って論理展開を楽しみ、議論に追従するには、高校数学と講義中に解説する高大接続レベルの数学が必須である。

↑このページのトップ