| 専攻 | 選択・必修 | 開設時期 | 単位数 | 授業形態 | 担 当 | |||
| 専門基礎 | 必修 | 1年 | 2 | 講義 | 笠置 映寛 | |||
| 【授業の概要】 技術者の専門基礎という視点から、現代物理学の概要について講義する。はじめに、古典物理学との関係、物理学の方法、20世紀物理学の業績、社会との関連（STSの視点から）について概括し、その全体的特徴を把握する。ついで、相対性理論、原子核、素粒子、前期量子論、量子力学に関する基礎的、基本的な概念についておさえる。 | ||||||||
| 【学修の進め方】 講義ノートを配布して、視聴覚教材を用いたり演示実験を行いながら講義を進める。あわせて、学習シートにより、学習状況を確認しながら形成的評価を行い、授業を進める。基礎的な内容の理解を深めるための演習もあわせて行う。 テキスト『現代物理学とは何か』の第２章から第８章の学習内容に関連した章末問題の演習を、学修課題とする。 | ||||||||
| 【授業計画】 | 【授業項目】 | 【内 容】 | ||||||
| 1 回 | オリエンテーション | 古典物理学と現代物理学の自然観の違い、科学の方法について考える。 | ||||||
| 2 回 | 現代物理学の業績 | ノーベル物理学賞を受賞した物理学者とその業績について概括し、20世紀物理学の特徴を考察する。 | ||||||
| 3 回 | 科学・科学技術・社会 | STS(Science Technology Society)の視点から、科学（物理学）、技術（科学技術）、社会の三者の関係について検討する。 | ||||||
| 4 回 | 特殊相対性理論(1) | 「アインシュタインロマン 考える＋翔ぶ！ 相対性理論」の視聴（CGによる相対性理論のイメージ化） | ||||||
| 5 回 | 特殊相対性理論(2) | 特殊相対性原理、光速度不変の原理、同時刻の相対性、双子のパラドックス、長さの収縮、素粒子、ミュー中間子の寿命（演習） | ||||||
| 6 回 | 特殊相対性理論(3) | アインシュタイン・ローレンツ変換、四次元時空、ミンコフスキー空間、光円錐、世界線、固有時 | ||||||
| 7 回 | 特殊相対性理論(4) | 四次元速度ベクトル、運動量ベクトル、エネルギー、 質量とエネルギー |
||||||
| 8 回 | 原子核 | 原子核の構造、核分裂と核融合、原子核エネルギー､放射線とその検出、原子力発電 | ||||||
| 9 回 | 一般相対性理論 | 等価原理、局所慣性系、アインシュタインの方程式、重力と時空の歪み、水星の近日点移動、光の進路の曲がり | ||||||
| 10 回 | 量子力学(1) | 「光と闇の迷宮 量子力学のミステリー」の視聴 （光の二重性、不確定性理論、シュレディンガーの猫など） |
||||||
| 11 回 | 量子力学(2) | プランクの量子仮説、アインシュタインの光量子仮説、コンプトン散乱、ボーアの水素原子模型、ド・ブロイ波 | ||||||
| 12 回 | 量子力学(3) | シュレディンガーの波動方程式、波動関数とボルンの確率解釈 | ||||||
| 13 回 | 量子力学(4) | 井戸型ポテンシャルの中の自由粒子、トンネル効果 | ||||||
| 14 回 | 量子力学(5) | 調和振動子､水素原子の基底状態、電子雲 | ||||||
| 15 回 | 期末試験 | 講義内容および演習の理解度を確認する | ||||||
| 16 回 | 宇宙の物理（まとめ） | 答案の返却､確認 宇宙の階層構造､ハッブルの法則､宇宙の進化 |
||||||
| 【到達目標】 | 特殊相対性理論および量子力学を中心に、現代物理学の基本的な見方、考え方と、基礎的な概念を理解することが目標である。 | 【徳山高専学習・教育目標】 | A1 | 【JABEE基準1(1)】 | c-2 | |||
| 【評価法】 | 期末試験の水準は、大学専門基礎教育の水準とする。 評価式：（期末試験100点）×0.8＋(学習シートによる演習およびレポート 2点×10回) | |||||||
| 【テキスト】 | 和田正信、『現代物理学とは何か』（裳華房） Raymond A. Serway,Physics For Scientists & Engineers with Modern Physics,SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING. | |||||||
| 【関連科目】 | 本科：基礎物理I(2年）、基礎物理II（3年）、力学（4年）、電磁気学（４年）、一般物理（４年） 専攻科：一般化学（１年）、生命科学（１年） | |||||||