2024年度/1GGB022301

【木3、木4】基礎物理学実験2A /Ⅱ理＜物＞(物以外){S(化)T電(情)}S <前期>

この授業は、基礎物理学実験1A（もしくはそれに相当するもの）において習得できる知識や技術をもとに、より⾼いレベルのテーマを、より⾼度な測定機器を⽤いて⾏う。 ２週で１つの実験テーマを実施する。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、あるいは各テーマ終了後１週間以内に提出する

担当教員氏名

小原 顕、丸山 稔、寺本 吉輝、久保田 佳基、鈴木 光世、細越 裕子

科目ナンバリング

XXXPHY2M022-J3 (公大) / CSPHY2416-J3 (府大) / GEPEX0201 (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

2年 (公大) / 2年 (府大) / 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

2単位 (公大) / 2単位 (府大) / 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. 学生が基本的な測定器の使い方を習得し、より専門的な実験を行えるようになる。 2. 学生が測定値を科学的な視点で評価できるようになる。 3. 学生が基本的な科学・技術文書の作成ができるようになる。

各授業回の説明

授業	授業内容
第1回	ガイダンスおよび実験全体に共通の事柄について講義
第2回	具体的な統計手法とレポート作成技法ついての講義
第15回	データ整理と考察を行う。必要に応じて補充実験を行う。
第16回	（試験は行わない）

授業内容

第３回〜１４回 以下の１４の実験テーマから６つの実験テーマを実施する。 「万有引力定数」:大球と小球の間に働く力をねじれ秤を用いて測定し、万有引力定数を求める。 「光の速度」:パルス化したレーザー光を用い、空気中の光速度を直接測定する。 「光の回折」:レーザーの平行単色光を用い、1次元および2次元格子による光の回折現象を調べる。 「過渡現象と交流回路」:抵抗・コンデンサー・コイルを含む回路を用いて過渡現象の時定数の測定、位相差の測定、インダクタンスの測定から交流についての理解を深める。 「差動増幅器」:OPアンプを用いて簡単な差動増幅器を実際に作り、その動作を調べる。 「電磁波」:波長約3cmのマイクロ波を用い、電磁波の反射や干渉などの基本現象を学ぶ。 「磁化曲線」:強磁性体の磁化曲線を測定し、磁性の基礎を学ぶ。 「電気素量」:電場中での油滴の運動を観察して電荷の不連続性を確かめ、電気素量を求める。 「レーザー」:固体レーザーの発振の様子や第二高調波発生の観測を通して、非線形光学の基礎を学ぶ。 「真空」:低圧気体の熱伝導の圧力依存性を調べる。 「熱放射」:黒体から放射される電磁波のエネルギーおよび強度の波長依存性を測定し、温度との関係を調べる。 「原子スペクトル」:水素原子の輝線スペクトルを観測する。 「γ線スペクトル」:シンチレーショ ン検出器と波高分析器を用い、γ線のエネルギースペクトルを測定する。 「光電効果」:光電子増倍管による光電効果を利用し、現代物理学の基本定数であるプランク定数を求めると共に、金属における仕事関数の意義を理解する。

事前・事後学習の内容

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

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点を越えることが合格の最低基準である。

履修上の注意

実験は原則、ペアでおこなうため、不真面目に取り組むことや遅刻・無断欠席はペアの相手に迷惑がかかることに留意すること。

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

適宜、追加資料を配布する

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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