南山大学

 
指定
期間
春学期
単位
年次
1〜4
担当者
石井 一成
他の科目との関連 高校で物理を履修している必要はない。初めて履修するものとして授業を行う。
履修対象学科
副題 光の科学
授業概要 光はいつの時代でも物理の中心的なテーマとして研究されてきました。「光の科学」をテーマにして、物理を学びます。物理では、枝葉末節にとらわれず、現象の本質を基本的な法則や簡単なモデルによって理解することが大切です。
学修目標 光に関する基礎力として、
1.光の基本的な性質(光速、光の種類、光線の直進・反射・屈折)
2.光の波動性と粒子性の現代物理学における統一(光の二重性)
3.光と環境問題との関わり(地球の温暖化、低周波電磁波問題)
が理解できるようになる。
物理的認識の応用力として、
4.物事を大まかに正しく理解する力
5.有効数字1桁で計算する力
6.誤差に対するセンス
を身につける。
授業計画 最初に、光の基本的な性質をいくつか学びます。次に、光は粒子なのか波なのかという問題を取り上げ、光の二重性という解決法を紹介します。最後に、地球の温暖化問題と電磁波問題を光の視点から考えます。
1.光の速さ  (世界の広さ、ガリレオのカンテラ実験)
2.光の速さ  (レーマーとイーオの食、ブラッドレーと龍座のガンマ星)
3.光の速さ  (フィゾーの回転歯車、フーコーの回転鏡、屈折率と速さ)
4.さまざまな光(電磁波、波長、振動数、スペクトル、可視光線)
5.さまざまな光(紫外線、X線、ガンマ線)
6.さまざまな光(赤外線、電波、マルコーニ、さまざまなアンテナ)
7.光線の性質 (直進、光源の大きさ、日食・月食)
8.光線の性質 (ビデオを見る。反射・屈折)
9.光線の性質 (屈折光線の作図、全反射、光ファイバー、胃カメラ、虹)
10.光の二重性 (ビデオを見る、粒子説・波動説、水中の光の速さ)
11.光の二重性 (ヤングの干渉縞、箔験電器、光電効果、光量子仮説)
12.光の二重性 (物質波、二重性、ビデオを見る)
13.地球の温暖化問題(惑星の温度、太陽定数、黒体放射、温室効果、電波の窓)
14.低周波電磁波問題(地磁気、送電線、家庭の電化製品と電磁波)
評価方法 レポート(主)とリアクションペーパー(副)
テキスト 参考書:『いかにして問題をとくか』、G. Polya著、垣内賢信 訳 (丸善)、1,500円
その他