科目名 基礎物理学
単位数 2.0
担当者 情報科学研究科 情報工学専攻  准教授 八方 直久
履修時期 前期
履修対象 1年
概要 物理学全般に関する基本事項および重要概念を講義形式で習得する.1週目から6週目では古典力学(質点,剛体,振動・波動)を扱う.7,8週目では熱力学第1,第2法則を学ぶ.特に,第2法則では熱力学的エントロピーが導入される.9週目から12週目では電磁気学に焦点を当てる.主に真空中におけるマクスウェル方程式を導出することを目的とする.13,14週目は20世紀における物理学として,相対論と量子論の入門講義を行う.
科目の到達目標 自然現象の観察から得られる経験則を通じ,より本質的な法則を導く過程を概観する.この過程を通じて論理構成ができる能力,および情報を始めとする工学分野への応用ができる能力の向上をめざす.情報理論と直接関連する概念の1つとして,熱力学第2法則で導入されるエントロピーがある.熱力学的エントロピーは(量子)統計力学において一般化され,さらに情報量を表すシャノン エントロピー(古典的),フォン・ノイマン エントロピー(量子的)と発展していく.
受講要件 特になし.ただし,高校における物理基礎,物理を履修していることが望ましい.
事前・事後学修の内容 教科書の予習は勿論のこと,復習として,本文の例題,および,章末の演習問題を全てやることを要望する.また,中間試験でできなかった問題を重点的に復習することを要望する.
講義内容 第1回:運動の記述
第2回:力と運動の法則
第3回:力学的エネルギー
第4回:運動量と角運動量
第5回:剛体の力学
第6回:振動と波動
第7回:熱力学第1法則
第8回:熱力学第2法則
第9回:電荷と電場
第10回:電流と磁場
第11回:時間変化する電磁場
第12回:電磁波
第13回:相対性理論
第14回:量子力学
第15回:まとめ
評価方法 中間・期末テストで評価する.複数クラスであるが期末テストは全クラス同一の問題を用いる.合格基準は高校物理(物理基礎,物理)に+αした内容を理解し,応用できる能力を有することである.

【評価の観点】:
(1)用語,公式,法則,定理等を正確に理解することができるか.(知識力と理解力)
(2)問題の内容を適切に把握し,その問題を解くための公式,法則,定理等を適切に選ぶことができるか.(把握力と構想力)
(3)式を正確に変形でき,適切に解くことができるか.(計算力)
(4)公式,法則,定理等に基づいた論証を適切に展開できるか.(論理力)
教科書等 【教科書】
・大澤他著 「理工系学生のための 基礎物理学」(培風館)

【参考書(高校物理レベル)】
・J. オグボーン/M. ホワイトハウス編,笠耐/西川恭治/覧具博義監訳「アドバンシング物理」(シュプリンガー・フェアラーク東京)

【参考書(入門レベル)】
・ファインマン「ファインマン物理学(全5巻)」(岩波書店)
・バイザー「現代物理学の基礎」(好学社)

【参考書(標準レベル)】
・阿部龍蔵「Essential物理学(新物理学ライブラリ=別巻1)」(サイエンス社)
・長岡洋介・原康夫編「岩波基礎物理シリーズ 全10巻」(岩波書店)

【参考書(発展レベル)】
・ゴールドスタイン「古典力学」(吉岡書店)
・ジャクソン「電磁気学」(吉岡書店)
・メシア「量子力学」(東京図書)
・ランダウ・リフシッツ「理論物理学教程」(東京図書)

【演習書】
・阿部/川村/佐々田共著「新・演習 物理学」(サイエンス社)
担当者プロフィール 【相談時間】:随時受け付けますが、まずはメール連絡をお願いします。
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