物理学概論 II

担当: 栗本 (krmt@sci.toyama-u.ac.jp), 森脇 (moriwaki@sci.toyama-u.ac.jp)

2017年度後期講義スケジュール

10月
5, 12, 19, 26
11月
2, 9, 16, 23(休日), 30
12月
7, 14, 21,
2018年 1月
11, 18, 25
2018年 2月
1
木曜 4限
青字は森脇担当,それ以外は栗本担当


授業概要

物理学を高校等で履修した学生を対象に,その基礎部分を平易に講義する.
幅広い物理学の分野のうち,本講義では電磁気学を中心とした内容を学び,
我々の生活や化学,生物,地球科学,環境科学と密接に関連する諸々の
電磁気現象を物理学的アプローチにより理解することを目的とする.

履修上の注意

テキスト,参考書

Moodle へのリンク


講義テーマ(予定)
[第1回:10/5] Introduction
授業概要,スケジュール
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自然の階層と基本的な力
電気力と原子構造
電気力のクーロンの法則  (テキスト 16.2章)
重ね合わせの原理
%数学1: ベクトルとスカラー
ボーアの原子模型 (半古典論)
  周期表
  エネルギー準位と光の放出・吸収
  化学反応
  イオン結合と共有結合
  高分子の力学モデル
研究で用いられる機器と電磁気学
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[第2回:10/12] 電場
力はどのように伝わるか
遠隔作用と近接作用
真空の物理的性質
場の概念と電場  (テキスト 16.3章)
電気力線
電場の強さと電気力線  (テキスト 16.4, 16.5章)
%数学2: 面積分,発散,ガウスの法則
物質中の電場
  塩が水に溶ける (電離)
  糖やアルコールが水に溶ける
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[第3回(森脇):10/19] 音波について
イントロ
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[第4回:10/26] 電位
電気力による位置エネルギー (テキスト 16.6章 p.197)
  イオン化エネルギー
電位  (テキスト 16.6章 p.198)
%数学3: 勾配
  等電位面  (テキスト 16.6章 p.200)
  電位差と仕事  (テキスト 16.6章 p.198)
  電池
    燃料電池
  雷
  高分子格子モデル
  細胞膜電位
  神経回路での情報伝達
  ニューラルネット
  べん毛モーター
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[第5回:11/2] 導体,不導体と電流 
導体と不導体  (テキスト 17章,24.6章)
導体と電場,電位  (テキスト 17.1章)
  接地 (アース)
コンデンサー(キャパシター)  (テキスト 17.2章)
電流  (テキスト 19章)
  ミクロレベルでの電子の移動
  電気抵抗
  オームの法則
  超伝導
  電気泳動
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[第6回:11/9] 直流回路
電力
  高圧送電
直流回路
抵抗の接続  (テキスト 19.3章)
コンデンサーの接続  (テキスト 17.2章)
キルヒホッフの法則  (テキスト 19.3章)
  電流計,電圧計の接続
  様々な素子
R-C 回路  (テキスト 19.5章)
%数学4: 微分方程式
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[第7回(森脇):11/16] 波動I
波の性質
波の重ね合わせの原理と干渉
波の反射と屈折
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 11/23 は祝日
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[第8回:11/30] 磁場
磁気と磁石
  磁石の種類
磁力線  (テキスト 20.1章)
磁場  (テキスト 20.3章)
%数学5: ベクトルの外積
  磁気モーメント  (テキスト 20.1章)
磁性  (テキスト 20.10章)
  透磁率
  地磁気逆転と岩石の残留磁化
電流がつくる磁場  (テキスト 20.2章) 
  ビオ・サバールの法則  (テキスト 20.6章)
  アンペールの法則  (テキスト 20.8章)
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[第9回:12/7] 電磁誘導
電流が磁場から受ける力  (テキスト 20.4章)
  2つの平行な電流の間に働く力  (テキスト 20.5章)
  モーター
ローレンツ力による起電力  (テキスト 21.4章) 
電磁誘導の法則  (テキスト 21.1,21.2,21.3 章)
  電磁誘導の法則の一般形
%数学6: 線積分,ストークスの定理
  自己誘導  (テキスト 21.5章)
L-R 回路 
  変圧器 (トランス)  (テキスト 21.10章)
  ICカード
  IH調理器
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[第10回:12/14] 交流回路
交流  (テキスト 21.8章) 
  交流と抵抗
  交流とコンデンサー
  交流とコイル
  RLC回路  (テキスト 21.9章) 
  共振
  交流回路の応用
  生体インピーダンスと体脂肪測定
  送電と三相交流
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[第11回(森脇):12/21] 波動II
弦の固有振動
分散と群速度
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[第12回:1/11] Maxwell 方程式と電磁波
電場の変化が作る磁場  (テキスト 22.1章) 
アンペール・マクスウェルの法則
電磁波
波動方程式  (テキスト 12.2章)
  光速と電磁波  (テキスト 22.2章,22.3章)
  電磁波のイメージ
いろいろな電磁波
電磁波(光)の放出・吸収 (復習)
  X線
  X線の利用
  レーザー  (テキスト 24.8章)
荷電粒子の加速度運動による電磁波の放射
  放射光
  放射光の利用例
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[第13回(森脇):1/18] 光
回折と干渉
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[第14回:1/25] 原子物理学と電磁気学
光電効果  (テキスト 24.1章)
光の粒子性
光の散乱と波動性・粒子性
  トムソン散乱
  レーリー散乱
  コンプトン散乱
粒子の波動性  (テキスト 24.2章)
  電子顕微鏡
量子論
  原子  (第1回講義)
  周期表  (テキスト 24.5章)
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[第15回:2/1] 原子核と放射線
原子核  (テキスト 25.2章)
  NMR
  核力  (テキスト 25.3章)
  原子核の結合エネルギー  (テキスト 25.4章)
  原子核の崩壊  (テキスト 25.5章)
  放射性原子核の寿命,半減期
  放射線  (テキスト 25.7章)
  放射線の利用
  PET
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updated on 2017 Sep 29