2017年度 シラバス学部

自然科学関連科目

2017/11/20  現在

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開講学期
/Semester
2017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, ハミード サジ
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 2017/01/25
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
中間試験(45%)、学期末試験(45%)、その他(10%)
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


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開講学期
/Semester
2017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, マキシム リズィー
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 2017/01/25
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%)
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
2017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 2017/01/25
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。
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
2017年度/Academic Year  3学期 /Third Quarter
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
束原 恒夫, 小平 行秀, 富岡 洋一
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 2017/01/30
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[第2版]」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:コンピュータ理工学実験、論理回路設計論、オプトエレクトロニクス入門、離散系論
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
担当教員により、それぞれ、webサイトを準備する。

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
2017年度/Academic Year  1学期 /First Quarter
対象学年
/Course for;
2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
小川 佳子
担当教員名
/Instructor
小川 佳子
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 2017/01/31
授業の概要
/Course outline
The course deals with thermodynamics and statistical thermodynamics. The special focus is placed on entropy.
The aim of this course is to help students acquire an understanding of the macro- and micro- physics.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
The goals of this course are to:
1. Obtain basic knowledge about thermodynamics
2. Understand the statistical thermodynamics
3. Comprehend the relationship between macro- and micro physics
授業スケジュール
/Class schedule
1. Introduction: Overview of the course, First law of thermodynamics  
2. Second law of thermodynamics, Carnot principle
3. Entropy (I): What is entropy?
4. Entropy (II): The law of increasing entropy
5. Thermal equilibrium (I): Absolute temperature
6. Thermal equilibrium (II): Free energy
7. Microstate (I): Boltzmann's entropy formula
8. Midterm exam and commentary after exam
9. Microstate (II): Density of states
10. Boltzmann factor, Law of equipartition of energy
11. Entropy of mixing (I): Partition Function
12. Entropy of mixing (II): Case for ideal gases
13. Dilute solution (I): Henry's law
14. Dilute solution (II): Freezing point depression
15. Final exam and commentary after exam
教科書
/Textbook(s)
Will be introduced in the class (Japanese textbooks)
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
Your final grade will be calculated according to the following process: Mid-term Examination (40%), term-end Examination (60%), and a fraction of short reports.


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開講学期
/Semester
2017年度/Academic Year  4学期 /Fourth Quarter
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 2017/02/06
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 interference 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 (40%), end-term examination (40%), 2 Quizes (10%),
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


このページの内容に関するお問い合わせは学生課 教務係までお願いいたします。

お問い合わせ先メールアドレス:sad-aas@u-aizu.ac.jp