ANP08001 物理科学演習II

広島大学シラバス

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年度 2024年度開講部局総合科学部総合科学科

講義コード ANP08001 科目区分専門教育科目

授業科目名物理科学演習II

授業科目名
（フリガナ）ブツリカガクエンシュウII

英文授業科目名 Seminar in Physical Sciences II

担当教員名田口　健

担当教員名
(フリガナ) タグチ　ケン

開講キャンパス東広島開設期 2年次生後期４ターム

曜日・時限・講義室 (4T) 火1-4：総K112

授業の方法演習授業の方法
【詳細情報】　

演習中心、学生の発表
必要な場合はTeamsを用いたオンライン（同時双方向型）授業を行う

単位 2.0 週時間　使用言語 J : 日本語

学習の段階 2 : 初級レベル

学問分野（分野） 25 : 理工学

学問分野（分科） 06 : 物理学

対象学生 2年生

授業のキーワード微分方程式、フーリエ変換、デルタ関数

教職専門科目　教科専門科目　

プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ）物性科学授業科目群において物理科学を理解するために必要な基礎科目（基礎物理学、熱力学、電磁気学、物理化学等）に共通の物理数学的基礎
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）総合科学プログラム
（能力・技能）
・課題の考察のために必要な理論・方法を特定する能力・技能
・自らの研究成果をレポートや論文にまとめ、ゼミや研究会等で発表し、質問などにも回答できる能力・技能

授業の目標・概要等物理科学を理解するために必要な基礎科目（基礎物理学、熱力学、電磁気学、物理化学）と関係する物理数学の問題について演習を行い、基礎的概念の理解を深め、応用力を養うことを目的とする。

授業計画第１回　イントロダクション：　演習を通しての到達目標および実施方法について説明する。
第２回　微分方程式とは：　簡単な演習問題を通して、微分方程式とは何かを理解する。
第３回　１階微分方程式-１：　一階微分方程式の一般的解法を学び、演習問題を解く。
第４回　１階微分方程式-２：　電気回路を例にとり、微分方程式による物理現象の記述法についても学ぶ。
第５回　２階微分方程式-１：　２階微分方程式の一般的解法を学ぶ。
第６回　２階微分方程式-２：　単振動に関連する演習問題に取り組む。
第７回　２階微分方程式-３：　その他の２階微分方程式の演習問題を解く。
第８回　デルタ関数：-1　ディラックのデルタ関数の定義を学び、演習問題を解く。
第９回　デルタ関数-2：　デルタ関数の性質について学び、演習問題を解く。
第１０回フーリエ級数-１：　微分方程式の初期値・境界値問題を解くのに有用なフーリエ級数について学ぶ。
第１１回　フーリエ級数-２：　フーリエ級数を用いた応用問題を解く。
第１２回　フーリエ積分：　フーリエ積分について学び、振動・波動に関する演習問題を解く。
第１３回　偏微分方程式-１：　偏微分方程式とは何か学び、演習問題を解く。
第１４回　偏微分方程式-２：　物理科学的に興味がある偏微分方程式（波動方程式、熱伝導方程式、等）を解く。
第１５回　総合問題：　まとめ。物理現象に典型的に現れるいくつかの微分方程式について演習問題を解く。

期末レポートを課す

教科書・参考書等参考書：
・和達三樹著「物理のための数学」（岩波書店）
・横田寿著「応用数学入門」（開成出版）
また基礎科目で使用した教科書または参考書も適時使用する。

授業で使用する
メディア・機器等　

【詳細情報】

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス第１回授業：参考書の事前購入、シラバス持参のこと。三角関数や指数関数等の初等関数の微分について復習する。
第２回授業後：微分方程式論の基礎用語を整理（常微分と偏微分、線形と非線形、一般解と特解、初期条件、境界条件）
第３,４回授業後：「単振動」をキーワードに、力学の参考書等に目を通しておく。
第５,６回授業後：二階微分方程式について復習する。単振動の微分方程式と一般解を復習する。
第７回授業後：　デルタ関数とはどういうものか調べておく。
第９回授業後：　フーリエ級数の学習準備に「２つの関数の直交」について調べておく（直交関数系、正規直交関数系）。
第10、11、12回授業後：　授業で導出したフーリエ級数をパソコンでグラフ化してみるとよい。
第13回、14回授業後　波動方程式と熱伝導方程式について調べておく。

履修上の注意
受講条件等

成績評価の基準等演習への取組７０％程度、レポート等３０％程度により行う。

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ本授業は演習なので必ず出席すること。また、演習問題の分からない箇所は、TAや教員に積極的に質問して下さい。微分方程式を解くことがどういう事か、演習問題を解くことで慣れながら学びましょう。

その他

すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

年度	2024年度	開講部局	総合科学部総合科学科
講義コード	ANP08001	科目区分	専門教育科目
授業科目名	物理科学演習II
授業科目名（フリガナ）	ブツリカガクエンシュウII
英文授業科目名	Seminar in Physical Sciences II
担当教員名	田口　健
担当教員名 (フリガナ)	タグチ　ケン
開講キャンパス	東広島	開設期	2年次生後期４ターム
曜日・時限・講義室	(4T) 火1-4：総K112
授業の方法	演習	授業の方法【詳細情報】
演習中心、学生の発表必要な場合はTeamsを用いたオンライン（同時双方向型）授業を行う
単位	2.0	週時間		使用言語	J : 日本語
学習の段階	2 : 初級レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	06 : 物理学
対象学生	2年生
授業のキーワード	微分方程式、フーリエ変換、デルタ関数
教職専門科目		教科専門科目
プログラムの中でのこの授業科目の位置づけ（学部生対象科目のみ）	物性科学授業科目群において物理科学を理解するために必要な基礎科目（基礎物理学、熱力学、電磁気学、物理化学等）に共通の物理数学的基礎
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）	総合科学プログラム（能力・技能）・課題の考察のために必要な理論・方法を特定する能力・技能・自らの研究成果をレポートや論文にまとめ、ゼミや研究会等で発表し、質問などにも回答できる能力・技能
授業の目標・概要等	物理科学を理解するために必要な基礎科目（基礎物理学、熱力学、電磁気学、物理化学）と関係する物理数学の問題について演習を行い、基礎的概念の理解を深め、応用力を養うことを目的とする。
授業計画	第１回　イントロダクション：　演習を通しての到達目標および実施方法について説明する。第２回　微分方程式とは：　簡単な演習問題を通して、微分方程式とは何かを理解する。第３回　１階微分方程式-１：　一階微分方程式の一般的解法を学び、演習問題を解く。第４回　１階微分方程式-２：　電気回路を例にとり、微分方程式による物理現象の記述法についても学ぶ。第５回　２階微分方程式-１：　２階微分方程式の一般的解法を学ぶ。第６回　２階微分方程式-２：　単振動に関連する演習問題に取り組む。第７回　２階微分方程式-３：　その他の２階微分方程式の演習問題を解く。第８回　デルタ関数：-1　ディラックのデルタ関数の定義を学び、演習問題を解く。第９回　デルタ関数-2：　デルタ関数の性質について学び、演習問題を解く。第１０回フーリエ級数-１：　微分方程式の初期値・境界値問題を解くのに有用なフーリエ級数について学ぶ。第１１回　フーリエ級数-２：　フーリエ級数を用いた応用問題を解く。第１２回　フーリエ積分：　フーリエ積分について学び、振動・波動に関する演習問題を解く。第１３回　偏微分方程式-１：　偏微分方程式とは何か学び、演習問題を解く。第１４回　偏微分方程式-２：　物理科学的に興味がある偏微分方程式（波動方程式、熱伝導方程式、等）を解く。第１５回　総合問題：　まとめ。物理現象に典型的に現れるいくつかの微分方程式について演習問題を解く。期末レポートを課す
教科書・参考書等	参考書：・和達三樹著「物理のための数学」（岩波書店）・横田寿著「応用数学入門」（開成出版）また基礎科目で使用した教科書または参考書も適時使用する。
授業で使用するメディア・機器等
【詳細情報】
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	第１回授業：参考書の事前購入、シラバス持参のこと。三角関数や指数関数等の初等関数の微分について復習する。第２回授業後：微分方程式論の基礎用語を整理（常微分と偏微分、線形と非線形、一般解と特解、初期条件、境界条件）第３,４回授業後：「単振動」をキーワードに、力学の参考書等に目を通しておく。第５,６回授業後：二階微分方程式について復習する。単振動の微分方程式と一般解を復習する。第７回授業後：　デルタ関数とはどういうものか調べておく。第９回授業後：　フーリエ級数の学習準備に「２つの関数の直交」について調べておく（直交関数系、正規直交関数系）。第10、11、12回授業後：　授業で導出したフーリエ級数をパソコンでグラフ化してみるとよい。第13回、14回授業後　波動方程式と熱伝導方程式について調べておく。
履修上の注意受講条件等
成績評価の基準等	演習への取組７０％程度、レポート等３０％程度により行う。
実務経験
実務経験の概要とそれに基づく授業内容
メッセージ	本授業は演習なので必ず出席すること。また、演習問題の分からない箇所は、TAや教員に積極的に質問して下さい。微分方程式を解くことがどういう事か、演習問題を解くことで慣れながら学びましょう。
その他
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

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