2023年度/1GGB020301

【水3、水4、水5】基礎物理学実験1A /理<物>S <前期>

基礎物理学実験1Aは高校で物理学を履修した学生、もしくはそれに相当する学力を有する学生を対象とし、基礎的な物理現象とその法則性について、実験を通して理解を深める。 前半・後半各６テーマとして、１回１テーマ、原則として２名１組で実験を行い、レポートを作成する。レポートは当日時間内、あるいは１週間以内に提出する。

担当教員氏名

伊藤 洋介、丸山 稔、寺本 吉輝、湯井 悟志

科目ナンバリング

XXXPHY1M020-J3 (公大) / GEPEX0101 (市大)

授業管轄部署

国際基幹教育機構（学部）

授業形態

実験

開講キャンパス

杉本

開講区分

週間授業

配当年次

1年 (公大) / 学年指定なし (市大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。学年指定なしの表記は、要覧等を確認してください。

単位数

3単位 (公大) / 3単位 (市大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

１．基本的な測定機器の取り扱い、測定誤差・測定精度についての理解を含む実験技術を習得する。 ２．実験に対する自主性と積極性を習得する。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	履修にあたってのガイダンスおよび実験全体に共通の事柄について講義をおこなう。講義は実験誤差、本授業に必要な数学・物理学の基本的知識などを含む。	事前・事後に教科書の該当部分を読み、Moodleの資料を視聴・閲覧して理解すること。
第2回	有効数字、ノギス、エクセル・ワードの使い方等、実験全体に共通の事柄についての講義をおこなう。	事前・事後に教科書の該当部分を読み、Moodleの資料を視聴・閲覧して理解すること。
第15回	補充実験：履修状況と必要に応じて実験を行う。	実験終了後にレポートを提出する。
第16回	（試験は行わない）

授業内容

第3回～第14回 学生は６つの班に分かれて、以下の１２のテーマから前半６テーマ、後半６テーマををおこなう。 「剛体の等加速度連動」：斜面を転がる剛体の運動を調べ、剛体の慣性モーメントを求める。 「重力加速度」：ボルダの振り子を用い、振り子の周期から重力加速度の大きさを測定する。 「気柱の共鳴・プリズム 分光」：スピーカーの音に共鳴する気柱の長さから波長を求め、空気中の音速を測定する。また、プリズム分光器を用いて未知光源の発光スペクトルを測定し、光源の元素を推定する。 「熱の仕事当量」：電流による発熱と水温上昇の関係から熱の仕事当量を求める。 「ニュートンリング」：ニュートンリングを用いた光の干渉縞の観察から、光の干渉・屈折等について学ぶ。 「ダイオードによる整流」：ダイオードの電圧−電流特性を測定し、その整流作用を観測する。 「ヤング率・剛性率」：力による金属の伸びや曲がりからヤング率を測定する。また、ねじれ振り子の周期から針金の剛性率を求める。 「音波の振動数と波形」：電子楽器の音の波形をオシロスコープで観察し、振動数と音階、および音波の波形と音色の関係を調べる。 「固体の線膨張」：金属棒の熱による膨張を観測し、線膨張率を測定する。 「トランジスターの特性」： トランジスターの静特性と動特性を測定し、動作原理・増幅作用を理解する。 「電子の比電荷」：一様磁場中での電子の飛跡半径を測定し、電子の比電荷を求める。 「ガンマ線の吸収」：GM計数管を用い、物質によるガンマ線吸収の様子を定量的に調べる。

事前・事後学習の内容

第3回～第14回 実験開始前までに、教科書の該当するテーマの目的、理論、測定機器についての予習を行い、事前報告書にまとめる。 実験終了後は、事前報告書を含めた実験レポートを提出する。実験レポートの内容が不十分であれば指導の上、再提出を求められる。

成績評価方法

実験科目は出席して実験することを前提とし、レポートを提出しそれが受理された時点で初めて評価が行われる。 各課題の点数は、実験の報告・実験結果に対する物理的考察の報告を８０％とし、それに加えて、予習成果、実験態度、実験精度、および、科学・技術文書としての作文の質を２０％として１００点満点で評価する。全ての課題の合計を所定の実施課題数で割った値が６０点を越えることで合格となる。実験は原則二人一組でおこなうため、無断欠席はペアの相手に大きな迷惑がかかることに留意すること。

履修上の注意

本科目の単位を修得したものは基礎物理学実験２A・２Bを受講することができる。

教科書

『物理学実験 第４版３刷』大阪市立大学理学部物理学科実験教育ワーキング・グループ編（東京数学社）

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参考文献

毎回、チェックシートを配布する

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