講義

Lectures

平成24年度

私が担当している講義と実験です。

基礎ゼミ
紙飛行機を作りながら、飛行機が飛ぶ原理を考えます。ここで行うのは観察 -> 仮説 -> 検証 -> 実験 -> 観察...... という物事の理解に至る過程（アプローチ）を体験することです。このようなアプローチを無限と思えるくらい繰り返して、学問は発展してきました。また、他者に自らの考えを示し、また他者の考えを聞き、それを自らの考えに反映させるという基本的な議論の方法についても学びます。
以下の動画ファイルは、平成22年に作製した発泡スチロール製の飛行機の飛ぶ様子です。
講義
講義を受講するに当たって、勉強は自ら行うものであって、教員が行えることはその手助けに過ぎないことをよく理解していてください。私が代わりに定期試験を受けることはできませんからね。また、勉強しない学生にとって私の講義はつらいものになります。私の担当する講義は２年生の科目ですが、それまで勉強せずにきた学生にも負担にならないような中身の薄い講義を行うと、勉強してきた学生が気の毒です。しかしながら、２年生からがんばって勉強しようという学生への援助は惜しみません。学習支援室や私の居室に来て、質問を行ってください。1年生での基礎についても教えます。
私が担当する電磁気学ではベクトルについて、そしてエレクトロニクスでは複素数の計算練習をしっかり行います。ベクトルや複素数を扱える能力は３年生以上になって勉強を続けるにあたって、非常に重要です。ベクトルや複素数がわからないと、３年生で勉強する量子力学などのより発展した科目を理解することはできません。
- 電磁気学 I および電磁気学解法 I
  講義は----長岡洋介（著）物理入門コース4「電磁気学I」岩波書店---- をベースに行います。講義ノートを公開します。最初の数回に行う数学の復習に関するノート、電磁気学Iの範囲をカバーしたノートです。後期の教科書は井上先生の指示に従ってください。参考に、去年まで使っていた電磁気学IIの範囲をカバーしたノートも置いておきます。ここには、練習問題の解答も含めたホームページを一定の期間だけ公開します。講義中にこれらのノートをスマートフォンやPCで閲覧してもOKです。くれぐれもその他の用途でこれらの機器を使わないようにしてください。
- エレクトロニクス
  ほとんどの測定は種々の物理量を電気信号に変換し、電気回路を用いて信号に加工を施してから測定します。従って、実験を行なう上でエレクトロニクスの基本的な理解は必須となります。講義ノートがあります。去年の教科書に複素数に関する章と練習問題を拡充しました。ここには、練習問題の解答も含めたホームページを一定の期間だけ公開します。
実験
- 物理学実験 I
  実験を行う上で不可欠なエレクトロニクスに関して実習を行います。まずは、よく使われるオペアンプに関する講義（ノート）の後にオペアンプで基本的な回路を作り、その特性を測定します。また、gnuplot（プログラム本体と解説書）を使ってグラフを描く練習も行います。実験室にあるPCにはgnuplotはインストールされています。
- 物理学実験 II
  高温超伝導体の製作を行い、その物性の評価を行います。
卒研ゼミ
読みやすい英語の本を読むことによって、英語に対するコンプレックスを克服してもらいます。また、英語の記録映画を見て英語に慣れてもらいます。
卒業研究
今年度はまだ決まっていませんが、
- 3次元プリンタの製作
- NMR
- マイコンのプラグラミング
をテーマとして考えています。
教育に関する考察
理工学総合研究所の木口先生と大学教育に関して考えています。近畿大学総合理工学研究所の研究報告に記事を寄稿しています。

平成23年度

基礎物理学実験II
予備学習用紙、レポートの表紙、レポート評価表をまとめたファイルです。実験室にこれらの用紙がない場合には、印刷して使用してください。
応用化学科の瀬口先生、加藤先生と近藤が開発している実験装置を使う場合があります。それらの実験のために私が作った手引き書が以下にあります。実際に使う手引き書は指導する教員が修正したものになるかも分かりません。
- アルミの線膨張
  アルミ棒の長さの温度変化を測定することにより、アルミの線膨張係数を求める。教科書に載っている方法とは異なり、ジュール熱を用いてアルミ棒の温度を変化させ、微小な長さ変化をマイクロメータを用いて測定する。
- 両親媒性分子の大きさの推定
  マクロな測定のみを用いて、両親媒性（油）分子の長さの推定を行う。注射器（先端が尖ったもの）を使うので、ふざけないようにすること。他の学生の安全が確保できないと教員が判断した場合は実験室からの退出を命じる。その場合、その実験の評価はゼロになる。また、墨汁を使うので多少汚れても良い衣服で実験を行うこと。
- 光の干渉
  赤色レーザを用いて、既知の格子定数の回折格子から未知の格子定数を持った回折格子の格子定数を求める。この実験を通じて、光が波動であることを検証する。レーザーを直接見ると、危険である。注意して実験を行うこと。波に関する重要事項は振動と波(264kB)を参照。また、緑色レーザを使う場合の実験手引きはここ。なお、現在新しい実験装置を制作中である。
- 光の回折と偏光
  光の回折・干渉実験ならびに偏光現象の観察を通して、光が波動であることを検証する。回折格子にレーザー光を照射し、得られる回折像からレーザー光の波長を求める。また、複数の偏光子の相対角度を変えて、透過光の強度変化を観察する。この実験で使うレーザーを直接見ると、危険である。注意して実験を行うこと。より詳しい実験手引き書もある。波に関する重要事項は振動と波(264kB)を参照。なお、現在新しい実験装置を制作中である。
- 振子
  振子を使って、重力加速度を求める。また、近似について考察する。
- コンデンサーの充放電
  コンデンサーの充放電特性を調べ、RC回路の時定数を求める。装置の不完全さについても考察する。
- 等電位線
  一人で実験ができるように、A4ファイルボックスに必要な機材がすべて納められている。手引き書ではアルミ蒸着膜を使うように書いてあるが、場合によっては導電性のある紙やプラスチックシートを用いる場合もある。
- 電気抵抗の温度変化
  「実験装置を作って」測定するための実験の手引き書です。ハンダ付けも行いません。現在の1年生実験では「私が作った実験装置」で測定を行っています。
これらの実験装置は物理コース（および、理工学部全体）の将来の実験を考慮して開発しているものです。今までは、クラスを少人数のグループに分けて異なった実験を同時に進行させるという運用を行ってきました。しかしながら、よりきめ細かな指導を行うためには、クラス全体で同じ実験を行い複数の教員（TAも）が協力してクラス全体を指導する運用（全体実験）があっても良いのではないかと考えています。現在では瀬口先生と加藤先生が応用化学科でその全体実験を行っており、成功していると思います。　　　
講義
- 電磁気学IIおよび電磁気学解法II
  講義は----長岡洋介（著）物理入門コース4「電磁気学II」岩波書店---- をベースにしています。講義ノートを公開します。聴講する人は印刷して講義に持ってくることを勧めます。（配布は行いません。）電磁気学解法IIで用いる問題のみ欲しい人はここにあります。また、物理数学と電磁気学Iに関連する復習のメモを置いておきます。
- エレクトロニクス
  ほとんどの測定は種々の物理量を電気信号に変換し、電気回路を用いて信号に加工を施してから測定します。従って、実験を行なう上でエレクトロニクスの基本的な理解は必須となります。講義ノートがあります。去年の教科書に複素数に関する章と練習問題を拡充しました。
- 平成２１年度授業アンケートについて
  理工学部の専門の講義の授業評価の評点(標準偏差)は 7.61(0.86)と標準偏差は例年1.0以下であるのに対し、私の担当する3つの講義の授業評価は6.8(2.09), 7.1(1.48), 7.2(1.54) となっていました。私の担当する講義の授業評価について「勉強していて理解できる学生」の評価は高く、「勉強せずに、従って理解することができない学生」の評価は低くなる傾向があるために、標準偏差が他の専門科目より大きくなっているようです。記名してアンケートを書いてもらっているので、そのような傾向は間違いないでしょう。是非しっかり勉強して講義がわかるようになって欲しいと思います。わからなければ学習支援室（あるいは、私の居室）に来室して質問するなど、わかる努力をしてください。最後にもう一度、勉強は自ら行うものであって、教員が行えることはその手助けに過ぎません。

平成22年度以前

大阪市教育委員会主催、小学校教員のための「理科指導力向上講座」
2008,2009,2010年７月の下旬に千川先生、加藤先生と担当しました。ここにテキスト(1.7MB)をおきます。
電磁気学II（平成２１年度２年生向け）
講義は----長岡洋介（著）物理入門コース4「電磁気学II」岩波書店---- をベースにしています。講義ノートを公開します。受講する人は印刷して講義に持ってくることを勧めます。（今年度からは印刷して配布することを行いません。）電磁気学解法IIで用いる問題のみ欲しい人はここにあります。また、物理数学と電磁気学Iに関連する復習のメモを置いておきます。
大阪市教育委員会主催、小学校教員のための「理科指導力向上講座」
2008,2009年に上記講座を７月の下旬に担当しました。その中で簡単な「箔検電器？」の製作を行いました。箔検電器の製作記事はあまり見かけないので、ここに上記講座用のテキストの箔検電器の製作に関する部分をおきます。
基礎物理学実験II
近藤担当分の実験は手引き書に実験方法が載っていないので、ここに載せます。
- 光の回折と偏光
  光の回折・干渉実験ならびに偏光現象の観察を通して、光が波動であることを検証する。回折格子にレーザー光を照射し、得られる回折像からレーザー光の波長を求める。また、複数の偏光子の相対角度を変えて、透過光の強度変化を観察する。この実験で使うレーザーを直接見ると、危険である。注意して実験を行うこと。より詳しい実験手引き書もある。波に関する重要事項は振動と波(264kB)を参照。
- 両親媒性分子の大きさの推定
  マクロな測定のみを用いて、両親媒性（油）分子の長さの推定を行う。注射器（先端が尖ったもの）を使うので、ふざけないようにすること。他の学生の安全が確保できないと教員が判断した場合は実験室からの退出を命じる。その場合、その実験の評価はゼロになる。また、墨汁を使うので多少汚れても良い衣服で実験を行うこと。
- 振子
  振子を使って、重力加速度を求める。また、近似について考察する。
- コンデンサーの充放電
  コンデンサーの充放電特性を調べ、RC回路の時定数を求める。装置の不完全さについても考察する。
エレクトロニクス（平成２１年度２年生向け）
ほとんどの測定は種々の物理量を電気信号に変換し、電気回路を用いて信号に加工を施してから測定します。従って、実験を行なう上でエレクトロニクスの基本的な理解は必須となります。講義ノートがあります。また、参考として平成２０年度まで担当されていた市川先生執筆の教科書をおいておきます。
物理実験II（平成１９年度３年生向け）
レポート提出はホームページ作成です。ホームページを作成するためのテンプレート（63kB)を作りました。レポートの提出方法はこのメモ(80 kB)を参照のこと。

ここの映像はロボットの制作とそのプログラミングをテーマにしたときのプログラム実行の様子です。
固体物理学（平成１９年度３年生向け）
講義は「遍歴する電子」（長岡洋介著、産業出版）を元にしています。この本は絶版となっているようですので講義ノート（~500 kB)を作りました。
物理学実験教育の新しい試み
物理学実験教育の新しい試みを行っています。通常は実験装置数の制約により、 1クラスがいくつかのグループに分かれて実験を行い、半期で各グループとも12種類程度の実験を行います。このようにすると、指導教員は同時に多数の実験の指導を行わなければならず、どうしてもきめ細かな指導を行うことが困難になります。そこで、「クラス全員がすべて同じ実験を行うことにして、複数の指導教員とTeaching Assistant(TA)が協力して実験指導を行う」という試行をいくつかの実験で進めています。近畿大学理工学部通信(~30 kB)（第31号、2005年1月15日発行）に紹介記事もあります。ここから、その時に使った実験指導書(~300 kB)をダウンロードできます。波についての講義が必要でした。波に関する重要事項は振動と波(264kB)にまとめられています。