シラバス情報

教員名 ： 勝本　信吾
科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)
基礎物理学 （基礎物理学１）
科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)
Fundamental Physics
授業コード　Class code
9916C7C
科目番号　Course number
16ONPHY101

教員名
勝本　信吾
Instructor
Shingo Katsumoto

開講年度学期
2026年度前期
Year
2026年度
Semester
①First semester
曜日時限
水曜3限
Class hours
Wednesday 3rd Period　

開講学科・専攻　Department
理学部第一部　応用化学科

Department of Applied Chemistry, Faculty of Science Division Ⅰ
単位数　Course credit
2.0単位
授業の方法　Teaching method
講義

Lecture
外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)
-
授業の主な実施形態　Main class format
① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

概要　Description
基礎物理学は，物理学を始めて学ぶ学生あるいは物理の基礎を学びたい学生を対象とした講義である．この講義では「力学」，「波動」，「熱力学」，「電磁気学」の基礎的な物理現象を学ぶ．また，物理学１（力学），物理学２（電磁気学）を学ぶための序論的講義でもある．
トピックスは高校物理の内容に近いが，学ぶ内容は大きく異なり，これらのトピックスに共通して現れる物理学の考え方，多くの自然現象の背後にある概念，物理学の視点からの自然現象の捉え方，その道具としての数学との関係性，など，の説明とこれらについての運用練習を中心とする．


目的　Objectives
物理学の基礎的知識を身に付け，物理現象の数学的な記述と共にその物理的な意味や考え方を修得する．

物理学1，2においても随時触れるが，基礎物理学においては個別のトピックの内容よりも，物理学ひいては自然科学の底流となる概念を理解し，自家薬籠中のものとして運用できるようになることを目的とする．

  1. 人間の頭の中（あるいは紙の上）の数学で書かれたモデルと現実の空間内の物理的実体との対応関係．
  2. 代数学と幾何学とを結合するための座標の考え方．異なる結合の仕方間の関係を示す座標変換．
  3. 物体の物理的状態を表す指標である物理量．示強変数と示量変数．物理量の物理次元．
  4. 局所線形近似と除算積算の一般化としての微積分．
  5. 動力学の記述形式としての微分方程式．
  6. 時空間に対する対称変換と不変性に伴う保存則．

などを実例とともに提示し，具体的な現象を理解したり，現実の問題を解くために応用できるようにすることを目的とする．

到達目標　Outcomes
物理学1，2では，計算法までの習得を目指すのに対して，この基礎物理学においては，そのための基礎として，基本的な概念に触れ，その意味するところを理解することを目標とする．

  1. 古典力学の三法則と微分方程式の知識により，質点の運動が規定されることを理解する．
  2. 力学的エネルギーの概念を学び，時間並進対称性と力学的エネルギー保存則との関係を理解する．
  3. 運動量，角運動量の概念を学び，空間並進対称性と運動量保存則，回転対称性と角運動量保存則の関係を理解する．
  4. 波動の伝搬，平面波，反射の法則・屈折の法則を理解する．
  5. 熱力学の第１法則，第２法則を学び，自由エネルギーの概念に触れる．
  6. 静電場（真空・導体・誘電体）の法則の理解から，場の考え方の初歩に触れる．
  7. 電流と磁場の関係，電磁誘導現象について，現象論的に理解する．

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）
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/​​​
履修上の注意　Course notes prerequisites
物理学の基礎を学びたい学生を対象とし，物理の基礎を習得することを目的にする．高校の物理では数学の知識の制約があるため，多くの興味深いことがらを理解するまでに至っていない．物理学では物理量と数学との関係を基礎として，広い視点と様々な現象に共通する概念から自然現象を理解し，またそこから新たな視座を得ていくことを積み重ねる．
概念の理解が講義の中心ではあるが，理解のためには数学の理解が必要であり，これは自ら手を動かして計算することで初めて理解が得られる．
復習では，毎回必ず手を動かして計算し，内容を理解することが必要である．

講義はLETUSにアップロードする「講義テキスト」に沿って行う．
アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）
小テストの実施　Quiz type test
概念が理解できていることを確認するための選択式小テストを適当な間隔で実施する．

準備学習・復習　Preparation and review

各回の講義前に予習１時間程度でLETUSにアップロードされている「講義テキスト」を読んでおくこと．講義はLETUSにアップロードする講義用PPTを用いて行うので，各自講義用PPTを印刷し講義に持参するか，PCを持参すること．

講義毎に復習をしていないと次回の講義内容の理解が困難になる．各回の講義内容を３時間程度復習し，必ず手を動かして計算を確認し，講義内容を理解すること．

成績評価方法　Performance grading policy

レポート（隔週の定期レポート＋最終レポート）100%．レポート課題はLETUSにアップロードする．

出席状況を考慮した課題レポートの評価点で行う．
評価方法：課題レポート評価点×出席率
学修成果の評価　Evaluation of academic achievement
・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

教科書　Textbooks/Readings
教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)
N
書誌情報　Bibliographic information
-
MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)
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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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

参考書・その他資料　Reference and other materials
「物理学 (三訂版)」　小出昭一郎 著 （裳華房2019）
「理工系の基礎 物理学I」　小向得・満田・坂田・梅村・二国　著（丸善2018）　
「基礎物理学」第5版 原 康夫 著 (学術図書出版 2022)

授業計画　Class plan
授業計画
Class plan

1．力学(１)　力学の序論，力学の基礎数学(1)
力学の序論　ベクトルの定義，内積，単位ベクトル，基本ベクトル，デカルト座標系，外積，ベクトルの微分，位置ベクトル，変位ベクトル，速度，加速度を理解できる．

2．力学(2)　力学の基礎数学(2)
円柱座標系，デカルト座標系と円柱座標系の基本ベクトルの関係を導くことができる．線形微分方程式について理解できる．


3．力学(3)　質点の運動１（2.1運動の法則）
ニュートンの運動の三法則，運動量，力積，撃力，単振動の概念を理解できる．

4 ．力学(4)　 質点の運動2（2.2 運動方程式の変換と力学的エネルギー(１)）
円柱座標系の基本ベクトルの時間変化，角速度を学び，平面内の運動するときの運動方程式を理解することができる．仕事と運動エネルギー，保存力とポテンシャルを理解できる．

５．力学(5)　 質点の運動3（2.2質点の運動方程式の変換と力学的エネルギー(2)，　2.3 角運動量，中心力）
力学的エネルギー，力のモーメント，角運動量の概念を学び，中心力を理解できる．

６．力学(6)　 質点の運動4（2.4相対運動）
ガリレイ変換と運動の法則，一定加速度をもつ座標系を理解できる．また，慣性系に対して角速度をもつ回転座標系を学び，見かけの力である遠心力，コリオリの力を理解できる．

7 ．波動　
波動の伝搬，平面波，ホイヘンスの原理からみた反射の法則・屈折の法則，回折格子を理解できる．

8 ．熱力学(１)　1熱力学の基礎数学，2温度，3熱力学の第１法則(１)
偏微分と全微分を理解し，計算できるようになる．熱平衡，温度目盛，気体の状態方程式，仕事と内部エネルギー，熱力学の第１法則（エネルギー保存則），準静的過程，理想気体の内部エネルギーを理解できる．

9 ．熱力学(２)　 3熱力学の第１法則(2)，4熱力学の第２法則，エントロピー　
熱容量と比熱の概念を学び，定積比熱，定圧比熱を理解できる．また，断熱過程の概念からポアソンの法則を導くことができる．第２種永久機関，カルノーのサイクル，熱力学の第２法則を理解できる．エントロピーの概念を学ぶ．

10．電磁気学(１) 1電磁気学の基礎数学，２静電場１（１ガウスの法則(１)）
ベクトルの線積分，ベクトルの面積分を理解できる．
電場，ガウスの法則の基本概念を学び，球殻に電荷が分布しているときおよび平面上を電荷が分布しているときの電場を理解できる．

11．電磁気学(2)　静電場２（１ガウスの法則(2)，２静電場と電位） ３導体，誘電体の静電場(1)
保存場，ポテンシャルエネルギー，静電ポテンシャル，　電場と静電ポテンシャルの概念を理解できる．
導体の静電場，導体の電場，静電誘導の概念を学び，導体内外の電場を理解できる．

12 ．電磁気学(3)　 静電場３(３導体，誘電体の静電場(2))
導体の静電容量を学び，平行板コンデンサーの静電容量を理解できる．誘電体の静電場，物質の誘電率，双極子モーメントと分極の概念を理解できる．

13．電磁気学(4)　静磁場，電流と磁場　（１静磁場，２電流と磁場１）
磁荷に対するクーロンの法則，磁気のガウスの法則，磁場と磁位の概念を理解できる．ローレンツ力と磁束密度の概念を理解できる．ビオ-ザバールの法則，アンペールの法則の概念を理解できる．

14． 電磁気学(5)　４電磁誘導　
回路を貫く磁場が変化する場合および回路の一部が動く場合の誘起起電力を理解できる．誘導電流の概念を理解できる．相互誘導，自己誘導の概念を理解できる．

15．基礎物理学の総括
力学・波動・熱力学・電磁気のまとめを行い，理解を確認する．


すべての履修学生に対して、半数以上の授業回を対面で受講することを求める．

担当教員の実務経験とそれを活かした教育内容　Work experience of the instructor
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教育用ソフトウェア　Educational software
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備考　Remarks

授業でのBYOD PCの利用有無　Whether or not students may use BYOD PCs in class
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授業での仮想PCの利用有無　Whether or not students may use a virtual PC in class
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