物理科学入門

1年

2023年度前期

2単位

G-NS-111L

川口　俊宏

単独

(授業の目的)
基礎的な物理現象の原理や概念を、人に説明できる程度まで理解する。基本原理をもとに、初めて目にする状況設定でも正しい答えにたどり着ける、又は近付けるようになる。

(受講生の到達目標)
基礎的な力学現象/波動現象/熱現象について、数式を使わずに、原理や振る舞い(異なる状況での増減の変化)を説明できる。

　この講義は、普段の生活に見られる現象を足掛かりに、背景にある自然法則を理解し、科学的・論理的な考え方を理解することを目的にしています。科学の時代である現代において、自然科学・物理学をどのように捉え、どのように理解するか、最低限の知識を持っていることが重要です。
　授業では、物体の運動・エネルギー・光の性質などについて解説します。簡単な例題について考え方を説明した後、同様の問題を解く時間をもうけることで、理解を深めることを目指します。受講生同士の意見交換や議論の時間を取り、挙手方式などで他学生の考え分布を観た後、原理や理屈から解説します。

(授業計画)
第　１回　物理学と現代社会の関わり、経済・芸術・文学と物理、物体の運動(1)
力の基礎,速さ
第　２回　物体の運動(2)
力の基礎（続き）、力のつり合い
第　３回　物体の運動(3)
運動の数式化、運動の法則、速度、加速度
第　４回　物体の運動(4)
グラフ・面積と運動、等加速度運動、重力加速度、力の単位
第　５回　物体の運動(5)
軌道、万有引力
第　６回　物体の運動(6)
仕事とエネルギー、力学的エネルギー保存
第　７回　波動現象(1)
円運動、円運動の速度、角速度、振動数
第　８回　波動現象(2)
円運動の加速度と力、ばねの振動
第　９回　波動現象(3)
周期、波長、波の速さ、コリオリカ（台風の渦）
第１０回　波動現象(4)
横波・光、縦波・音波、波の性質（干渉、回折、反射・屈折、虹、散乱、夕焼け）　
第１１回　波動現象(5)
音速、超音波、ドップラー効果
第１２回　エネルギー(1)
圧力、浮力、気体の法則（スキューバダイビング）　
第１３回　エネルギー(2)
気体の分子運動、熱、熱量、比熱と潜熱　
第１４回　エネルギー(3)
エネルギーと熱、単位、熱力学の法則、発電所
第１５回　エネルギー(4)
拡散、エントロピー、電気エネルギー（電荷、電場、静電気、電熱器具）

(授業の方法)
授業は15回全て、パワーポイント等で作成されたスライドを用いて教員が講義する形で行います。
教員の話を一方的に聞くだけでなく、教員が提示した例題を考え、内容についてみんなで議論しながら進めますので、授業中の発言や質問は歓迎します。

『ファーストステップ　物理学入門』（高重 著、裳華房）

(事前学修) 教科書や参考書(高校の教科書、大学図書館の物理関連の蔵書)の該当箇所を読むことにより予習を行ってください。
(事後学修) 新聞記事やテレビニュース等で報道される物理現象について、原理を調べ、わからないところを教員に質問してみて下さい。

(成績評価の方法)
期末レポートの内容(100%)

(成績評価の基準)
到達目標の欄で挙げられている以下の項目が達成できている:
基礎的な力学現象/波動現象/熱現象について、数式を使わずに、原理や振る舞い(異なる状況での増減の変化)を説明できている。

各回の授業開始時までに、教科書の内容に目を通して来て下さい。講義内容・テキストで理解しにくかったところは、授業後やオフィスアワーに質問してください。

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