物理学実験Ａ（中級コース） （2021年度入学生までは物理学実験１A）

Physics Laboratory Experiments A （2021年度入学生までは物理学実験１A）

9922B43

22PHEXP201

趙　新為、金井　保之、宮代　大輔、木村　直樹、長嶋　泰之

Y. NAGASHIMA, X. ZHAO, Y. KANAI, D. MIYASHIRO, N. KIMURA

2024年度前期

FY2024, First semester

火曜6限、火曜7限

Tuesday, 6, 7

理学部第二部　物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅱ

2.0単位

実験

Experiment

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

自ら手を動かして実験を行いながら実験の方法を身につけるとともに、物理現象の基礎を理解する。キャリアとの関係では、研究者あるいは技術者に必要な物理学の基礎を学ぶことができる。

物理学の基礎現象についての知識を身につけるとともに、測定機器類の取り扱い方やデータの整理の仕方（グラフ、表の書き方、不確かさの計算と有効数字の決定）、レポートの書き方、プレゼンテーションの方法等を身につける。さらに、コンピューターの基礎を学び、その応用として測定データの処理法を学習する。本学科のプログラムポリシー「物理学の問題を解く力や実験技術の修得に加え、レポートやプレゼンテーションを行い、自らの意見を正確に他者に伝える技術の修得をさせ、コミュニケーション能力を培う」に該当するとともに、ディプロマポリシー「理論的に思考する能⼒の基礎を作る」に該当する科⽬である。

１．物理現象について、理論的に思考することができるようになる。
２．物理現象について、自ら考えることができるようになる。
３．自らの意見を表現するための、記述、プレゼンテーション等のコミュニケーションができるようになる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

物理学実験１Aは基礎物理学実験に対する上級コースとしておかれている。受講希望者は履修申告とともに、物理学科への受講申し込み手続きが必要である。申し込みはLETUSから行うこと。
申込期間：4月第１週頃を予定
LETUSコース：「物理学実験1A1B申し込み」（仮称）
　正確な情報は、4月初めの在学生学修ガイダンスでアナウンスの予定。

【重要】
　全て対面授業として行う。

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事前に教科書をよく読んで、実験の全容や手順を理解しておくこと。また実験後にレポートやプレゼンテーション用の資料の作成を行うこと。予習とレポートあるいはプレゼンテーション資料の作成の作成には合計、４時間以上を要するはずである。

レポート、実験態度、プレゼンテーション、面接によるディスカッションの結果を評価する。評価の結果は、随時口頭でフィードバックする。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

「改訂版　物理学実験　基礎編」・東京理科大学理学部第二部物理学教室編・内田老鶴圃・2021年・ISDN978-4-7536-2032-6

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

「改訂版　物理学実験　入門編」・東京理科大学理学部第二部物理学教室編・内田老鶴圃・2016年・ISDN978-4-7536-2031-9 

１回目
　ガイダンス 　　
　　実験事前指導を受け、組分けと実施日程を確認する。

２回目以降
　下記の実験、あるいはディスカッション、プレゼンテーションを行う。

１．ボルダの振子
　　　ボルダの振子を使って重力の加速度ｇを測定する。
２．針金のヤング率（サールの方法）
　　　細い針金の伸びの変形から、針金のヤング率をサールの方法により求める。
３．たわみによるヤング率の測（ユーイングの方法）
　　　金属角棒に荷重をかけて曲げ変形させ、変形の度合いからヤング率を測定する。
４．剛性率の測定
　　　針金のねじれ変形の周期を測定し、剛性率を求める。
５．クントの実験
　　　気柱の共鳴現象を使って、ガラス棒・金属棒の中を伝わる音速および弾性率を測定する。
６．液体の粘性係数
　　　水中での円板の回転運動を調べ、減衰振動を定量的に扱うことにより水の粘性率を求め、液体の性質を理解する。
７．液体の表面張力の測定
　　ヨリーの方法を用いて水の表面張力を求める。
８．固体の比熱
　　　混合法で全属の比熱を測定し、比熱の基礎知識を学ぶ。
９．電流による熱の仕事等量
　　　水熱量計の中に入れた発熱抵抗体で水に電気エネルギーを与え、水の温度上昇の様子から仕事等量を求める。
１０．熱電対の基礎的性質
　　　Fe−Cu熱電対の中立温度を求め、熱起電力の温度係数を決める。
１１．簡易分光計の製作と水素原子スペクトルの観察
　　　回析格子を用いた簡易分光計を作り目盛りの校正を行った後に、それを使って水素スペクトル線を調べ、水素原子について学ぶ。
１２．光電効果
　　　光電効果の実験からプランク定数を求める。
１３．ガラスの屈折率と分散
　　分光計を用いて与えられたプリズムの屈折率を測定し分散について調べる。
１４．等電位線と電気力線
　　　カーボン紙上の１点もしくは２点に電位を与え、カーボン紙上の電位分布を測定し、等電位線と電気力線について学ぶ。
１５．磁力線と磁場ベクトル
　　　交差するソレノイドで磁場を作り、磁場の重ね合せについて学ぶ。
１６．電位差計
　　　直流電位差計を用いて未知起電力の電位差を求め、電位差計の原理と零位法について学ぶ。
１７．オシロスコープ
　　オシロスコープの原理と基本動作を学び、さらにその応用を学ぶ。
１８．ダイオードとトランジスタの特性
　　　ダイオードとトランジスタの基礎的特性を測定し、ダイオードの整流作用とトランジスタの増幅作用を理解する。
１９．パソコンによるデータ解析（ヤング率測定データの解析）
　　　パソコンを用いて、ヤング率測定結果の解析を行う。

（準備学習）
　実験の前には題目を確認し、教科書の該当する部分をよく読む。ノートに実験の概要、手順などを書いておき、当日はすぐに実験を始められるようにする。[4時間]
　ディスカッションの前にはレポートを完成させる。レポートには目的、実験の原理、手順、結果、考察、結論を書く。[4時間以上]
　プレゼンテーションの前にはプレゼンテーションのためのスライドを完成させる。スライドにはレポートと同様に目的、実験の原理、手順、結果、考察、結論を書く。ただし決められた発表時間内でプレゼンテーションが終わるように、内容をよく吟味し、プレゼンテーションの練習をする。[4時間以上]

（復習）
　実験の後には、指示に従ってレポートもしくはプレゼンテーション用のスライドを完成させる。[4時間以上]
　ディスカッション、プレゼンテーションの後には、指示に従ってレポートやスライドを修正する。[2時間]

前職（理化学研究所、産業技術総合研究所、他大学等）での研究の実務経験を活かし、実験の指導を行う。

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課題は３コースに分かれている。各コースは4週で、第１週には実験を、第２週にはディスカッションもしくはプレゼンテーションを行う。これをもう一度繰り返して１コースを終了する。実験は原則として２人１組となって協力し合いながら、また実験の内容について議論を行いながら進める。実験ごとに１名のＴＡが担当し、履修者のサポートを行う。実験が終わったら指示に従ってレポートやプレゼンテーションファイルを作成し、次週のディスカッションやプレゼンテーションに備える。実験やディスカッション、プレゼンテーションのスケジュールはLETUSに掲示する。LETUSにはスケジュールの他にも大切な情報が掲示される。学期の途中で内容が変更になることがあるので常に確認し、最新の指示に従うこと。

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