2015年度 シラバス学部 2015年度 シラバス学部 2015年度 シラバス学部
| 2016/02/01 現在 |
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| 開講学期 ／Semester |
2015年度／Academic Year 前期 ／First Semester |
|---|---|
| 対象学年 ／Course for; |
1年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 責任者 ／Coordinator |
清水 克多郎 |
| 担当教員名 ／Instructor |
清水 克多郎 , 本間 道雄 , 藤津 明 , 山上 雅之 |
| 推奨トラック ／Recommended track |
－ |
| 履修規程上の先修条件 ／Prerequisites |
－ |
| 更新日／Last updated on | 2015/02/01 |
|---|---|
| 授業の概要 ／Course outline |
物理学はあらゆる自然科学の基礎であるが、力学はさらに物理学のなかで基本となる分野である。そのなかで現れる、質量、保存量、エネルギー、ポテンシャルといった概念は、物理はもちろんコンピューター科学を含む他の理工学分野でもその形を変えて現れるものである。 講義では高校の物理とオーバーラップさせながら、ニュートン力学を質点の運動を中心に具体例に沿いながら進める。また演習ではパソコンを使って物体の運動を具体的にシミュレーションする。 |
| 授業の目的と到達目標 ／Objectives and attainment goals |
座標系、運動方程式、運動のいくつかの例、運動量、仕事、エネルギー、角運動量、万有引力等を学ぶ。 |
| 授業スケジュール ／Class schedule |
1. 座標と運動--1章 2. 物体の運動--2章 3. 運動の法則--3章 4. 運動と力--4章 ５ 運動と力--4章 ６. 仕事とエネルギー1次元--5章 ７. 仕事とエネルギー３次元--6章 ８ 中間試験 ９. 保存力とポテンシャル--7章 １０. 抵抗のある運動--8章 1１. 振動--8章 1２. 衝突--9章 1３. 角運動量I--11章 1４. 角運動量II--11章 1５. 重力の法則--10章 |
| 教科書 ／Textbook(s) |
佐川弘幸、本間道雄著「力学」 丸善 |
| 成績評価の方法・基準 ／Grading method/criteria |
なし |
| 履修上の留意点 ／Note for course registration |
毎週、きちんと復習をするように。 高校時代に物理を履修してこなかった学生もいるだろうが、前半は高校の物理と同じことをするので、 苦手意識をもたないようにすること。 履修規程上の先修条件：なし |
| 参考(授業ホームページ、図書など) ／Reference (course website, literature, etc.) |
中間試験（４5％）、学期末試験（45％）、その他（１0％）再試験有 |
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| 開講学期 ／Semester |
2015年度／Academic Year 後期 ／Second Semester |
|---|---|
| 対象学年 ／Course for; |
1年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 責任者 ／Coordinator |
清水 克多郎 |
| 担当教員名 ／Instructor |
清水 克多郎 , 本間 道雄 , 藤津 明 , 山上 雅之 |
| 推奨トラック ／Recommended track |
－ |
| 履修規程上の先修条件 ／Prerequisites |
－ |
| 更新日／Last updated on | 2015/02/01 |
|---|---|
| 授業の概要 ／Course outline |
電磁気学で特徴的な、そして新しい概念は、電場、磁場といった「場」の考え方である。これは力学では現れなかった考え方であるが、いっぽうこれは現代物理のすべてに共通な考え方でもあり、物事の作用がこうした「場」を通しておこなわれることを学ぶことが大事な点である。 |
| 授業の目的と到達目標 ／Objectives and attainment goals |
電場、ガウスの法則、磁場、アンペールの法則、電磁誘導の法則、等を学んだ後、マクスウエルの方程式に至り、最後に電磁波について学ぶ。 |
| 授業スケジュール ／Class schedule |
1. クーロンの法則--1章 2. ガウスの法則--2章 3. 微分形のガウスの法則--2章 4. 静電ポテンシャルと静電エネルギー--3章 5. ポアッソン方程式--4章 6. コンデンサー--5章 7. 定常電流--６章 8. 中間試験 ９. アンペールの力--7章 １０ ビオサバールの法則--7章 1１. ベクトルポテンシャル--8章 1２. 電磁誘導--9章 1３. インダクタンス--10章 1４. 変位電流とマックスウェルの方程式--12章 1５. 電磁波--12章 |
| 教科書 ／Textbook(s) |
電磁気学 佐川弘幸、本間道雄 著 丸善 |
| 成績評価の方法・基準 ／Grading method/criteria |
中間試験(４５％）、学期末試験（４５％）、その他（１０％）再試験有 |
| 履修上の留意点 ／Note for course registration |
電磁気学はいろいろな法則が次々にでてくるので、 むずかしいという感想が多いので、必ず毎回復習するように。 履修規程上の先修条件：なし |
| 参考(授業ホームページ、図書など) ／Reference (course website, literature, etc.) |
「電磁気学」大林康二著 共立出版 |
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| 開講学期 ／Semester |
2015年度／Academic Year 前期 ／First Semester |
|---|---|
| 対象学年 ／Course for; |
2年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 責任者 ／Coordinator |
清水 克多郎 |
| 担当教員名 ／Instructor |
本間 道雄 , 清水 克多郎 |
| 推奨トラック ／Recommended track |
－ |
| 履修規程上の先修条件 ／Prerequisites |
NS1 or NS2 |
| 更新日／Last updated on | 2015/02/01 |
|---|---|
| 授業の概要 ／Course outline |
量子力学は電子や原子の運動を扱う分野で、その現象を日常レベルでは見られないこと、またその内容自体も古典力学とは全く異なっていることから、初学者にはなじみにくい。講義では、ここを重視してDVDなどを使ってわかりやすく説明する。また量子力学の最も基本的な題材である井戸型ポテンシャルを中心に講義をすすめる。 |
| 授業の目的と到達目標 ／Objectives and attainment goals |
ミクロな物体の粒子的な性質と波動的な性質の二重性。シュレディンガー方程式と簡単な例でのその使い方を学ぶ。 |
| 授業スケジュール ／Class schedule |
1. 波の復習 10章 2. 光の粒子性と波動性--2章 3. 光電効果、コンプトン散乱--2章 4. 物質の波動性--3章 5. 不確定性原理--4章 6. シュレディンガー方程式--5章 7. 中間試験 8. 井戸型ポテンシャルI--6章 9. 井戸型ポテンシャルII--期待値の計算--6章 10. 井戸型ポテンシャルIII--交換関係--6章 11. 調和振動子--7章 12. トンネル効果--7章 13. スピン1--8章 14. スピン2ー8章 15. まとめ |
| 教科書 ／Textbook(s) |
佐川弘幸・清水克多郎著「量子力学」 丸善 |
| 成績評価の方法・基準 ／Grading method/criteria |
中間試験（４５％）、学期末試験（４５％）、その他（１０％）再試験無、出欠は考慮しない |
| 履修上の留意点 ／Note for course registration |
初めて量子力学を学ぶ人にとっては、前半がわかりずらい。がまんしてそこを乗りきれば、量子力学がどういうものかわかってくる。 履修規程上の先修条件：NS1 力学 または NS2 電磁気学 |
| 参考(授業ホームページ、図書など) ／Reference (course website, literature, etc.) |
「量子力学と私」のなかの「光子の裁判」 朝永振一郎著, 岩波文庫 |
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| 開講学期 ／Semester |
2015年度／Academic Year 後期 ／Second Semester |
|---|---|
| 対象学年 ／Course for; |
2年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 責任者 ／Coordinator |
小平 行秀 |
| 担当教員名 ／Instructor |
小平 行秀 , 黒田 研一 |
| 推奨トラック ／Recommended track |
SD,VD |
| 履修規程上の先修条件 ／Prerequisites |
－ |
| 更新日／Last updated on | 2015/02/02 |
|---|---|
| 授業の概要 ／Course outline |
現代のICT社会は半導体デバイスなしには成立し得ないといえる。半導体デバイスは、ネットワークを支えるサーバー、通信網、そして身近なPC、家電製品、近年は自動車をはじめとする機械類の制御などに導入されている。そして、いまや我々の生活基盤にしっかりと根をはり、そこに半導体デバイスが使われていることすら気がつかない空気のような存在となり、我々の生活スタイルをも短期間に激変させてきた。この半導体デバイスとは何であるか、どんな原理で機能を実現しているのか、どんな分野に利用されているのか、そしてどんな未来があるのかを理解する。特にディジタル技術の中核であるCMOS技術、さらには光デバイスを重点に取り上げる。 |
| 授業の目的と到達目標 ／Objectives and attainment goals |
1. 半導体デバイスを本質的に理解するために、物理学、化学などの基礎知識を理解する。 2. 真性半導体、不純物半導体、MOSトランジスタ、CMOS回路、光デバイスなどの半導体デバイスの動作原理を理解する。 3. いかにしてコンピュータが実現されているのか、基礎となる物理学、化学と離散系論、論理回路などとどう関係しているのか、系統的知識を理解する。 4. ソフトウェア、ハードウェアエンジニアを問わず必要な半導体の知識を獲得する。 |
| 授業スケジュール ／Class schedule |
（１）イントロダクション、LSIの発展 （２）SI単位系、元素周期律表、化学結合と物質の性質、電子軌道、バンド構造 （３）フェルミ準位、真性半導体 （４）不純物半導体、キャリア （５）PN接合、空乏層の発生、拡散電位、整流素子 （６）金属と半導体との接触、MOS構造 （７）中間試験 （８）MOSトランジスタ （９）CMOS基本回路 （１０）CMOS論理回路 （１１）メモリ回路 （１２）VLSI技術、プロセス技術 （１３）半導体光デバイス、受光技術、発光技術 （１４）最近のLSI関連の研究動向 （１５）まとめ なお毎回小テストを行う予定。 |
| 教科書 ／Textbook(s) |
古川静二郎、荻田陽一郎、浅野種正「電子デバイス工学」森北出版 |
| 成績評価の方法・基準 ／Grading method/criteria |
小テスト 30% 中間試験 30% 期末試験 40% を目安に評価する。 別途、講義への参加度(質問)なども評価する。 |
| 履修上の留意点 ／Note for course registration |
先修科目：なし 基礎となる科目：力学、電磁気学、コンピュータ理工学実験 （高校の物理、数学、化学を復習しておくこと） 「論理回路設計論」の物理的基礎となる。 本科目が先修科目になっている科目：電子回路、ＶＬＳＩ設計技術 関連性が高い科目：論理回路設計論、オプトエレクトロニクス入門、離散系論 履修規程上の先修条件：L5 コンピュータ理工学実験 |
| 参考(授業ホームページ、図書など) ／Reference (course website, literature, etc.) |
webサイト(学内限定) http://web-int.u-aizu.ac.jp/course/semidev/index.html 甲南大物理学科教材（動画付き、わかりやすい） http://kccn.konan-u.ac.jp/physics/semiconductor/top_frame.html 製造方法／工程について http://japan.renesas.com/company_info/fab/index.jsp http://www1.ocn.ne.jp/~raichi 参考書や解説サイトは数多く存在するので書店・ネットなどで 自分にあったものを探してみるとよい。 |
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| 開講学期 ／Semester |
2015年度／Academic Year 前期 ／First Semester |
|---|---|
| 対象学年 ／Course for; |
2年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 責任者 ／Coordinator |
浅田 智朗 |
| 担当教員名 ／Instructor |
浅田 智朗 |
| 推奨トラック ／Recommended track |
－ |
| 履修規程上の先修条件 ／Prerequisites |
NS1 or NS2 |
| 更新日／Last updated on | 2015/01/28 |
|---|---|
| 授業の概要 ／Course outline |
この授業では熱力学，統計力学及び光学を学びます。多くの学生が物理学に対して”現象と数式の入り交じった複雑な学問”という印象を持っているようですが，実は物理学は現象を”簡単に”理解するために生まれてきた学問です。私たちが日常経験する大きさ（マクロの世界）の現象と，物質を極限まで分割した原子・分子（ミクロの世界）での現象を結びつけるのが統計力学であり，熱力学です。マクロの世界では，原子・分子があまりにもたくさんあるために，一つ一つの個性は消えてしまい，平均，分散等の統計量や，原子・分子内のエネルギー準位での存在確率が，物理現象を支配します。さらに，科目の題名とは少し違いますが，コンピュータグラフィックス（CG）等の今後の学習のために，簡単な光学も勉強します。授業全般を通して，自然科学に親しみ，また，人間の眼で見る世界，レンズを通して見る世界，人間の眼には見えない世界等，様々な世界にふれると共に，さらに物理学の面白さを実感できる宇宙の話題も交える予定です。 |
| 授業の目的と到達目標 ／Objectives and attainment goals |
自然科学・物理学の基本理解，分子運動・理想気体の理解，熱力学の基本概念の理解，確率・統計学の基本，エネルギー準位と確率分布，エントロピー，自由エネルギー，統計力学の基本概念の理解，ボルツマン分布，フェルミ分布，ボーズ分布，光学の基本法則の理解，レンズ，鏡，回折格子，光学系，カメラの理解 |
| 授業スケジュール ／Class schedule |
1） 物理量の概念，光の話 2） 気体分子の運動 3） 分子運動と理想気体 4） 平均，分散，確率分布，大数の法則 5） 統計力学の初歩，エネルギーと状態数 6） 温度と熱平衡，エントロピー 7） ボルツマン分布と分配関数 8） 熱力学の初歩，可逆過程と不可逆過程 9） 自由エネルギー 10） 光学の基礎 11） レンズによる結像，レンズと反射鏡 12） 回折格子，光学系 13） さまざまな光学現象 14） 自然科学と統計･熱力学，光学 15） まとめ |
| 教科書 ／Textbook(s) |
鈴木孝臣，「これならわかる熱力学」，三共出版。 |
| 成績評価の方法・基準 ／Grading method/criteria |
授業での出席状況及び授業中の演習問題（30％），学期末試験（70％）。 |
| 履修上の留意点 ／Note for course registration |
自然科学の基本を学ぶつもりで授業に臨む態度がほしい。 先修条件は特にはないが，数学では微分・積分の基本を理解していることが望ましい。 また物理では力学の基本を理解していることが望ましい。 |
| 参考(授業ホームページ、図書など) ／Reference (course website, literature, etc.) |
URL: http://web-int.u-aizu.ac.jp/~asada/class/TD.html 「理工基礎熱・統計力学」，瀬川洋著，サイエンス社。 「熱・統計力学のききどころ」，和田純夫，岩波書店。 「熱・統計力学演習」，瀬川洋他，サイエンス社。 「熱・統計物理学シミュレーション」，Gould他，海文堂。 「統計力学」，久保亮五，共立。 「熱力学の基礎」，宮下精二，サイエンス社。 「熱・統計力学の考え方」，砂川重信，岩波。 「光学のすすめ｣，「光学のすすめ｣編集委員会，オプトロニクス社。 「望遠鏡光学･屈折編｣，「〃･反射編｣，吉田正太郎，誠文堂新光社。 「光の鉛筆｣，「続〃｣，「第3･〃｣，「第4･〃｣，「第5･〃｣，「第6･〃｣，鶴田匡夫，新技術コミュニケーションズ。 「応用光学｣，山口一郎，オーム社。 「光工学入門｣，小川力，若木守明，実教出版。 |
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| 開講学期 ／Semester |
2015年度／Academic Year 後期 ／Second Semester |
|---|---|
| 対象学年 ／Course for; |
2年 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 責任者 ／Coordinator |
イリナ キミロバ |
| 担当教員名 ／Instructor |
イリナ キミロバ |
| 推奨トラック ／Recommended track |
－ |
| 履修規程上の先修条件 ／Prerequisites |
NS1 or NS2 |
| 更新日／Last updated on | 2015/02/06 |
|---|---|
| 授業の概要 ／Course outline |
The course will provide the fundamental knowledge of optics as a basis for the optical communications. |
| 授業の目的と到達目標 ／Objectives and attainment goals |
In the course basic optical phenomena will be studied. Understanding of these phenomena is necessary for further study of optical communication systems. |
| 授業スケジュール ／Class schedule |
1. Introduction. The nature of light. Waves and rays Total internal reflection. Reflection and refraction. Dispersion. Scattering of light. Huygens' principle 2. Geometric optics Reflection and refraction at a plane surface. Reflection at a spherical surface. Graphical methods for mirrors. Refraction at a spherical surface. Thin lenses. Graphical methods for lenses. 3. Polarization of light Polarizers Quarter- and half-wave plates 4. Interference Interference and coherent sources. Two-source interference of light. Intensity in interfernce patterns. Interference in thin films. The Michelson interferometer. 5. Diffraction Fresnel and Fraunhofer diffrection. Diffraction from a single slit. Intensity in the single-slit pattern. Multiple slits. The diffraction grating 6. Fibre optics Guided waves. The slab dielectric guide Numerical aperture. Materials for optical fibres. Dispersion in optical fibres |
| 教科書 ／Textbook(s) |
TBA |
| 成績評価の方法・基準 ／Grading method/criteria |
Mid-term examination (45%), end-term examination (45%), others (10%) |
| 履修上の留意点 ／Note for course registration |
NS1 力学 または NS2 電磁気学 Formal prerequisites:NS1 Dynamics or NS2 Electromagnetism |