東京理科大学　研究者情報データベース　

応用物理学実験Ａロ組のシラバス情報

科目名称 Course title(Japanese)	応用物理学実験Ａ	科目番号 Course number	15PHEXP301
科目名称（英語） Course title(English)	Advanced Physics Laboratory A
授業名称 Class name	応用物理学実験Ａロ組

教員名	住野　豊，小向得　優，宮川　宣明，樋口　透，齋藤　智彦，飯島　高志，石原　淳，甲斐　洋行
Instructor

開講年度学期	2022年度前期
Year/Semester

曜日時限	金曜3限金曜4限金曜5限
Class hours

開講学科 Department	理学部第一部　応用物理学科
外国語のみの科目（使用言語） Course in only foreign languages (languages)	-

単位 Course credit	2.0	授業の主な実施形態 Main class format	対面授業/On-site class

概要 Descriptions	量子物理、先端デバイス物理、数理統計物理の3分野に関連する実験テーマを扱う。
目的 Objectives	本学科が掲げる、量子物理、先端デバイス物理、数理統計物理の3分野に関する幅広い知識ならびに応用力を身につけるとともに、高度なプレゼンテーション能力を習得する。
到達目標 Outcomes	・実験によって得られた結果と各授業で得た知識の種々の情報を関連づけて物事を考えることができるようになる。・物質科学の知識に基づいて論理的な説明ができるようになる。
履修上の注意 Course notes prerequisites	「物理学実験A, B」の単位修得者のみ履修できる。本科目と並行して、関連する専門分野の諸講義を履修することが望ましい。　授業日初日のガイダンスは、履修申告前であっても必ず出席すること。また授業についての情報はLETUSに掲載され、日々更新されるので、常にLETUSの情報に注意すること。

アクティブ・ラーニング科目 Teaching type（Active Learning）
課題に対する作文 Essay	〇	小テストの実施 Quiz type test	-
ディベート・ディスカッション Debate/Discussion	〇	グループワーク Group work	〇
プレゼンテーション Presentation	〇	反転授業 Flipped classroom	〇
その他（自由記述） Other（Describe）	-

準備学習・復習 Preparation and review	準備学習　（１）実験：　実験日以前に、実験ノートに題目、目的、原理、使用器具、実験手順、注意事項を簡潔にまとめ、実験ノートのみで実験が出来るように準備しておく。実験日当日の予習チェックは、ノートを見るだけでなく、原理・目的・実験方法等について簡単な口頭試問を行うので、それに対しても準備をすること。　（２）プレゼンテーション：　10分間の発表スライドと原稿を準備して、入念な発表練習を行うこと。復習　（１）実験：　実験終了後、実験結果をまとめ、テキストで与えられた課題を行い、レポートを作成する。レポート提出はLETUSによる電子提出とする。　（２）プレゼンテーション：　指摘あるいは他者の発表の良い点を取り入れた修正版を作成し、今後に生かす。
成績評価方法 Performance grading policy	実験レポート：50 点プレゼンテーション：20 点平常点（授業への取組姿勢や実験態度）：30 点の100点満点で評価する。単位取得の必要条件は、実験レポート・プレゼンテーション・平常点の合計点が60点以上、かつ全てのレポートを提出していることとする。 [出席に係わる注意点] ・30分以内の遅刻は3点、30分以上の遅刻ならびに欠席は6点を平常点から減点する。・実験態度に問題がある場合、欠席扱いとする。・病気等やむを得ない事情で欠席した場合は、その証明書を提出すること。ただし、交通機関の乱れによる遅延証があったとしても、原則、遅刻扱いとする。 [実験レポート・プレゼンテーションの評価に関わる注意点] ・過去レポートや友人のレポートの写し、インターネット等からの大幅なコピーは不正行為であり、単位取得不可とする。・レポート提出の遅延に関しては、1週遅れまでで30%、それ以上の遅れで100%の減点扱いとする。
学修成果の評価 Evaluation of academic achievement	・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている・A：到達目標を十分に達成している・B：到達目標を達成している・C：到達目標を最低限達成している・D：到達目標を達成していない・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している・S：Achieved outcomes, excellent result ・A：Achieved outcomes, good result ・B：Achieved outcomes ・C：Minimally achieved outcomes ・D：Did not achieve outcomes ・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書 Textbooks/Readings	・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。 https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/ 　・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below. https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料 Reference and other materials	実験テキスト（教科書）は授業初日に配布する。教科書の各章末に参考図書及び参考文献を示しているので、各自参照のこと。

授業計画 Class plan	1.　ガイダンス実験の進め方・注意事項の説明を行った後、テキスト配布・各自の実施するテーマの割り振りを行う。 2-3.　実験(1) 指示された実験テーマについての実験を行う。 4-5.　実験(2) 　　指示された実験テーマについての実験を行う。 6.　プレゼンテーション(1) 指示された実験テーマの目的・原理・実験方法・結果・考察を、パワーポイントを用いて個別に発表する。 7-8.　実験(3) 指示された実験テーマについての実験を行う。 9-10.　実験(4) 指示された実験テーマについての実験を行う。 11-12. 実験(5) 指示された実験テーマについての実験を行う。 13.　プレゼンテーション(2) 指示された実験テーマの目的・原理・実験方法・結果・考察を、パワーポイントを用いて個別に発表する。 14-15. 講評提出されたレポートについて口頭試問を行う。また、必要に応じて再実験、再プレゼンを行う。 [実験テーマ一覧] ・電気伝導度の温度依存性低温装置の動作原理を学ぶ。半導体（Ge）・金属（Pt）・超伝導（Nb）の電気伝導度の温度依存性を測定し、電子輸送に関する理解を深める。・半導体ホール効果を用いた実験技術の取得及びGeのホール測定の温度依存性からキャリヤの発生原因およびキャリヤの散乱メカニズムについて考察し、半導体物性の理解を深める。・光吸収 CdS, SrTiO3, KTaO3といった半導体および絶縁体の光吸収スペクトルを測定し、その結果からエネルギーギャップEgを求める。・強誘電性ヒステリシス曲線セラミックスBaTiO3(チタン酸バリウム)および単結晶TGSのヒステリシス曲線の温度特性を測定し、強誘電体の知識を深める。・強誘電体の誘電特性単結晶KDPを用いて、誘電率の温度依存性や周波数依存性を測定する。強誘電体相転移における誘電率の挙動を調べる。また、圧電性を持つ結晶の誘電特性について理解する。・熱測定で見る相転移本実験では相転移に伴う物質の熱異常について学ぶ。示差走査熱量測定により、インジウム融解、Niの強磁性相転移、BaTiO3及びTGSの強誘電性相転移に伴う熱異常を観測し、転移温度をまたいで試料を温度変化させた時のエンタルピー変化およびエントロピー変化を求める。・ファラデー効果本実験では、光の偏光ならびに旋光について学ぶ。まず、偏光板やλ/4板の特性を調べ、それがどういった性質を持ったものであるかを実験的に明らかにする。また磁場と光の振動ベクトルとの相互作用であるファラデー効果に関する実験を行い、酸化テルビウム含有ガラス等のベルデ定数を求める。・X線回折 NaClやKClを用いた回転結晶法および粉末結晶法による格子定数測定を行い、X線回折についての知識を深める。・電子回路電子回路を構成する主要部品の1つである演算増幅器を扱う。仮想短絡の概念に基づく演算増幅器回路の簡単な解析法を学び、反転増幅回路の入出力特性や周波数特性、スルーレート、フィルタ回路の周波数特性を測定し、動作を理解する。・核磁気共鳴本実験では、原子核磁気モーメントの共鳴現象について学ぶ。パルス法NMRの測定原理について学ぶとともに、物質の磁気的性質に関する測定を行う。

授業計画
Class plan

1.　ガイダンス
実験の進め方・注意事項の説明を行った後、テキスト配布・各自の実施するテーマの割り振りを行う。

2-3.　実験(1)
指示された実験テーマについての実験を行う。

4-5.　実験(2) 　　
指示された実験テーマについての実験を行う。

6.　プレゼンテーション(1)
指示された実験テーマの目的・原理・実験方法・結果・考察を、パワーポイントを用いて個別に発表する。

7-8.　実験(3)
指示された実験テーマについての実験を行う。

9-10.　実験(4)
指示された実験テーマについての実験を行う。

11-12. 実験(5)
指示された実験テーマについての実験を行う。

13.　プレゼンテーション(2)
指示された実験テーマの目的・原理・実験方法・結果・考察を、パワーポイントを用いて個別に発表する。

14-15. 講評
提出されたレポートについて口頭試問を行う。また、必要に応じて再実験、再プレゼンを行う。

[実験テーマ一覧]
・電気伝導度の温度依存性
低温装置の動作原理を学ぶ。半導体（Ge）・金属（Pt）・超伝導（Nb）の電気伝導度の温度依存性を測定し、電子輸送に関する理解を深める。

・半導体
ホール効果を用いた実験技術の取得及びGeのホール測定の温度依存性からキャリヤの発生原因およびキャリヤの散乱メカニズムについて考察し、半導体物性の理解を深める。

・光吸収
CdS, SrTiO3, KTaO3といった半導体および絶縁体の光吸収スペクトルを測定し、その結果からエネルギーギャップEgを求める。

・強誘電性ヒステリシス曲線
セラミックスBaTiO3(チタン酸バリウム)および単結晶TGSのヒステリシス曲線の温度特性を測定し、強誘電体の知識を深める。

・強誘電体の誘電特性
単結晶KDPを用いて、誘電率の温度依存性や周波数依存性を測定する。強誘電体相転移における誘電率の挙動を調べる。また、圧電性を持つ結晶の誘電特性について理解する。

・熱測定で見る相転移
本実験では相転移に伴う物質の熱異常について学ぶ。示差走査熱量測定により、インジウム融解、Niの強磁性相転移、BaTiO3及びTGSの強誘電性相転移に伴う熱異常を観測し、転移温度をまたいで試料を温度変化させた時のエンタルピー変化およびエントロピー変化を求める。

・ファラデー効果
本実験では、光の偏光ならびに旋光について学ぶ。まず、偏光板やλ/4板の特性を調べ、それがどういった性質を持ったものであるかを実験的に明らかにする。また磁場と光の振動ベクトルとの相互作用であるファラデー効果に関する実験を行い、酸化テルビウム含有ガラス等のベルデ定数を求める。

・X線回折
NaClやKClを用いた回転結晶法および粉末結晶法による格子定数測定を行い、X線回折についての知識を深める。

・電子回路
電子回路を構成する主要部品の1つである演算増幅器を扱う。仮想短絡の概念に基づく演算増幅器回路の簡単な解析法を学び、反転増幅回路の入出力特性や周波数特性、スルーレート、フィルタ回路の周波数特性を測定し、動作を理解する。

・核磁気共鳴
本実験では、原子核磁気モーメントの共鳴現象について学ぶ。パルス法NMRの測定原理について学ぶとともに、物質の磁気的性質に関する測定を行う。　

教職課程 Teacher-training course	本科目は、教育職員免許状取得（教科：理科）に必要な教科に関する科目の「物理学実験（コンピューター活用含む）」区分に該当します。ただし、教科に関する科目区分については、入学年度により異なるため、各自、入学年度または適用となる年度の学修簿により確認をしてください。
実務経験 Practical experience	-
教育用ソフトウェア Educational software	-

備考 Remarks	実験テキストの注意を熟読しておくこと。

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