物理学C IV-b   General Physics C

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担当教員
吉野 淳二 
使用教室
水3-4(W641)  
単位数
講義:2  演習:0  実験:0
講義コード
1563
シラバス更新日
2013年4月9日
講義資料更新日
2013年7月29日
アクセス指標
学期
前期  /  推奨学期:1

講義概要

熱学と波動を扱う.熱学では,マクロな系の変化の一方向性を高校では扱わなかった熱力学第2法則を導入することにより,統一的に理解出来ることを,また,波動では,波動を表す基礎方程式を導出し,波動がもつ共通の性質を理解する.

講義の目的

この講義は、I類・IV類・VI類を対象とし、波動と熱学を扱う。講義内容は以下に示されているが、項目によっては多少の取捨選択もある。波動および熱現象を究明する際の物理学の方法や概念を身に付け、それらを実際に応用できるようにする。

講義計画

<熱学>

1.熱現象と熱力学の概念
熱平衡と温度

2.状態方程式
状態変数、理想の状態方程式、準静的過程

3.熱現象におけるエネルギーの保存則
内部エネルギー、仕事、熱力学第一法則、熱容量と比熱

4.熱力学第一法則と気体の状態変化
等温過程、断熱過程、カルノーサイクル、熱機関の効率

5.熱現象における不可逆過程
可逆変化と不可逆変化、熱力学第二法則、クラウジウスの原理、トムソンの原理、絶対温度とケルビン温度

6.エントロピー
クラウジウスの不等式、エントロピー増大の法則

7.気体の分子運動論
Maxwellの速度分布則、エネルギー等分配則と熱容量、理想気体の圧力


<波動>

1.振動
単振動,減衰振動,強制振動,フーリエ級数,連成振動

2.波動の基本的性質
波の変位、波動方程式、正弦進行波

3.弦を伝わる横波
波動のエネルギー

4.弾性体を伝わる縦波
応力、ひずみ、体積弾性率

5.波の反射、透過、定在波
波動方程式の解、境界条件、固有モード

6.重ね合わせの原理とフーリエ分解
フーリエの定理、振幅変調波、群速度と位相速度

7.干渉と回折(I)
ホイヘンスの原理、2個の点光源による干渉、光の可干渉性(コヒーレンス)

8.干渉と回折(II)
単スリットによる回折、複スリットによる回折

教科書・参考書等

小出昭一郎 著 「波・光・熱」 (裳書房)

関連科目・履修の条件等

なし

成績評価

平常点,中間試験.学期末試験による.

担当教員の一言

扱う内容は,高校の物理と共通する部分が多いが,数式を用いたより厳密な取り扱いを行うので,確実に予習復習を心がけてください.また,講義で用いるスライド資料は,OCWiに講義の週の月曜日までにアップロードします.印刷して,目を通してから講義に持参してください.また,基礎物理学演習の受講を基本に考えています.

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