2021年度 シラバス学部

自然科学関連科目

2022/01/17  現在

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開講学期
/Semester
2021年度/Academic Year  2学期 /Second Quarter
対象学年
/Course for;
1年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
本間 道雄
担当教員名
/Instructor
本間 道雄, 藤津 明, 山上 雅之, 三瓶 岳昭, 北里 宏平, 橋本 康弘, 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
使用言語
/Language
更新日/Last updated on 2021/01/29
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。
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、万有引力等の基礎的な考え方や原理を理解する。
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(摩擦力、張力)--4章
5. 運動と力(調和振動)--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.  抵抗を受けた投射体の運動--8章
11.  種々の振動--8章
12.  2体衝突--9章
13.  力のモーメントと角運動量--11章
14.  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(30%)、学期末試験(30%)、演習発表およびレポート(40%)
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
2021年度/Academic Year  4学期 /Fourth Quarter
対象学年
/Course for;
1年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
本間 道雄
担当教員名
/Instructor
本間 道雄, 藤津 明, 山上 雅之, リズィー マキシム, 渡邊 曜大, 久田 泰広
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites
使用言語
/Language
更新日/Last updated on 2021/01/29
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、マクスウエルの方程式や電磁波などの基礎的な考え方や原理を理解する。
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, コンデンサー--5章
6. 定常電流--6章
7. 中間試験
8. アンペールの力--7章
9. ビオサバールの法則--7章
10.  ベクトルポテンシャル--8章
11. 電磁誘導--9章
12. インダクタンス--10章
13. 変位電流とマックスウェルの方程式--12章
14. 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(30%)、学期末試験(30%)、演習発表およびレポート(40%)
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
2021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
本間 道雄
担当教員名
/Instructor
本間 道雄, 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
使用言語
/Language
更新日/Last updated on 2021/01/29
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。講義は、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、不確定性原理、トンネル効果、スピンなどの基礎的な考え方や原理を理解する。
授業スケジュール
/Class schedule
1.  波の復習--付録
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1 (規格化と期待値)--6章
9.  井戸型ポテンシャル2(固有値)--6章
10.  井戸型ポテンシャル3(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(導入)--8章
14. スピン2(演算子と性質)--8章
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(50%)、学期末試験(50%)
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
2021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
富岡 洋一
担当教員名
/Instructor
束原 恒夫, 富岡 洋一, リズィー マキシム
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites
使用言語
/Language
更新日/Last updated on 2021/01/28
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。MOS構造やデバイスに関連した半導体技術を中心に、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。
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、SI単位系
(2)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
(13,14)その他の半導体デバイスと最近の研究動向
教科書
/Textbook(s)
C1,C2,C5,C6: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・新装版]」森北出版
C3,C4: 使用しない
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
小テスト 25%
中間試験 30%
期末試験 45%
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。

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.)
実務経験あり(束原):NTT 研究所に 25 年間勤務し、通信システム用の半導体集積回路・LSI の研究開発に従事してきた。この経験をもとに、半導体デバイスの基礎について教授する。

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
2021年度/Academic Year  2学期 /Second 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
使用言語
/Language
更新日/Last updated on 2021/02/03
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 objectives and 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, Second law of thermodynamics,
2. Heat engines, 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, Canonical ensemble, Boltzmann factor
10. Maxwell-Boltzman distribution, Equipartition theorem
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.
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.


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