タイトル
     2023 年度 前期  理学部 物理学科 日英区分 :日本語 
  
物理実験学Ⅱ
Experimental Physics Ⅱ
  
ナンバリング 科目分野
PHYS2262   理学部専門科目
担当教員(ローマ字表記)
  山口 貴之, 道村 真司 [YAMAGUCHI Takayuki, MICHIMURA Shinji]
対象学生 対象年次 単位数
  3~ 2
必修・指定選択・選択の別 曜日時限 教室
  火2 理-9番講義室
科目群 講義番号
  R12317
クラス指定  
物理学科 3年次
 
他との関連(関連項目)  
物理学科の実験系科目全て。特に物理学実験Ⅱ・Ⅲと連携し、それを補完する授業であり、実験実習を効果的に進行することを目的とする。
 
履修条件(授業に必要な既修得科目または前提知識)  
物理学科2年次までの必修科目(基礎的な物理学の知識の修得)と物理学実験Ⅰ(基礎的な物理学実験の知識と手法の修得)、物理実験学Ⅰ(実験データの解析方法などの修得)を履修済みであることを期待します。
 
テーマ・副題  
物理学実験IIの受講と平行して開講し、実験の背景にある物理原理と計測技術について、授業期間前半に原子核・素粒子・宇宙物理分野、後半に物性実験に分けて、物理学実験と関連させつつ修得する。
 
授業科目の到達目標  
物理学実験を行う際に必要となる、その背景にある物理原理と計測技術を具体的に学ぶ。物理学分野を2分野に大別し、それぞれ放射線計測分野、物性測定分野の実験において必要となる物理的知識と実験技術について理解する。
 
『ディプロマ・ポリシー』を含む学部・研究科・学科等の学修・教育目標との関連  
3・4年次で行われる物理学生実験・卒業研究にむけて、その学習を効果的に深める(補填する)ための実験学授業である。物理原理の理解と正しい実験スキルとデータ解析法を身につけ、卒業研究、また大学院での研究活動につなげるための基礎として活用すること。
 
授業キーワード  
低温技術・真空技術・放射線・粒子検出器・粒子識別など
 
授業の内容  
原子核・素粒子・宇宙物理分野では、放射線の基礎知識の修得、またその物質との相互作用を通した放射線測定技術を学ぶ。
物性分野では、低温発生技術に関する熱力学的な理解と装置の原理・構成、また真空発生技術と真空度測定装置の仕組みについて学ぶ。
 
授業の方法  
第1タームの原子核素粒子宇宙分野、第2タームの物性分野ともに対面形式を予定しています。変更する場合はWebClassにて連絡します。

講義形式で行い、その中で理解を深めるために寒剤や放射線計測器を用いたデモンストレーション、プロジェクターによる説明などを適宜用いる。
シラバスや関連キーワードに基づき、予習を行うこと、また、2年次授業「物理実験学Ⅰ、物理学実験Ⅰ」の復習を行うことが、本授業内容の理解に効果的。3年次後期の物理学実験Ⅲ、4年次の卒業研究に本授業内容が反映されるので、その際に本授業の復習を行うことが効果的。
 
事前準備学修・事後展開学修  
授業 1 回あたり合計4時間の事前準備・事後展開学修が目安となります。 なお、事前学修においては授業キーワードや授業展開に基づき、予習を行い、疑問点をピ ックアップしておいてください。また、事後学修においては、授業内容の重要ポイントを整理し、指定された課題に取り組んでください。
 
授業展開(スケジュール)  
第1ターム:
第1回 はじめに(素粒子・原子核の基礎)
第2回 放射線と物質との相互作用(光子・荷電粒子・中性子)(1)
第3回 放射線と物質との相互作用(光子・荷電粒子・中性子)(2)
第4回 粒子検出器(1)ガス検出器
第5回 粒子検出器(2)シンチレーション検出器
第6回 粒子検出器(3)半導体検出器
第7回 粒子識別法(電荷数、質量、運動量)と最新の検出器
第8回 まとめ

第2ターム:
第1回 低温技術(1)低温の意義、歴史と技術開発
第2回 低温技術(2)逆カルノーサイクル、断熱自由膨張、ジュール・トムソン膨張冷却 I
第3回 低温技術(3)ジュール・トムソン膨張冷却 II
第4回 低温技術(4)ジュール・トムソン膨張冷却 III、超極低温発生技術 (1)磁気冷凍法
第5回 低温技術(5)超極低温発生技術 (1)磁気冷凍法、(2)3He-4He希釈冷凍法 -ダイリューション冷凍法-、(3)ポメランチュク冷却
第6回 真空技術(1)真空ポンプの性能評価、油回転ポンプ、ドライポンプ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ
第7回 真空技術(2)様々な真空計とその動作圧力範囲、水銀柱U字管マノメーター、マクラウドゲージ、熱伝導真空計、電離真空計、スパッタイオンポンプ
第8回 まとめと小テスト
 
授業の詳細(履修登録学生のみ閲覧可)  
WebClassへ
 
成績評価の方法と観点  
原子核素粒子宇宙分野は小レポート(40%)と試験(60%)により評価する。
物性分野に関してはテーマごとに提出されたレポート(50%)と試験(50%)により評価する。
 
成績評価基準  
埼玉大学単位修得の認定に関する規則に基づき、履修者が授業の到達目標をどれだけ達成したかに応じて以下の通り評価する。
「到達目標を超え、全般的に特に秀でている」 =GP:4 = S
「到達目標を超えており、部分的に秀でている」 =GP:3.5=A+
「到達目標を超えている」 =GP:3 = A
「到達目標に十分達しており、部分的に秀でている」 =GP:2.5=B+
「到達目標に十分達している」 =GP:2 = B
「到達目標に最低限達しており、部分的に B 以上の水準にある」=GP:1.5=C+
「到達目標に最低限達している」 =GP:1 = C
「到達目標に達していない」 =GP:0 = D
「到達目標の達成度を測る材料がない」 =GP:0=F
 
テキスト  
教科書1 ISBN 9784274221934
書名 わかりやすい放射線物理学
著者名 多田順一郎 [ほか] 共著 出版社 オーム社 出版年 2018
備考
備考 特に指定しない。WebClassを通じて参考資料を配付する予定。
 
参考図書  
参考書1 ISBN 9784274214493
書名 放射線計測ハンドブック
著者名 Glenn F. Knoll著 ; 神野郁夫, 木村逸郎, 阪井英次共訳 出版社 オーム社 出版年 2013
備考 詳しい辞書的な書籍
参考書2 ISBN 4782811047
書名 低温の物理
著者名 小林俊一著 出版社 産業図書 出版年 1980
備考
参考書3 ISBN 4130630423
書名 低温技術
著者名 小林俊一, 大塚洋一著 出版社 東京大学出版会 出版年 1987
備考
参考書4 ISBN 413063044X
書名 真空技術
著者名 堀越源一著 出版社 東京大学出版会 出版年 1994
備考
参考書5 ISBN 4785323116
書名 真空の物理と応用
著者名 熊谷寛夫 [ほか] 著 ; 熊谷寛夫, 富永五郎編 出版社 裳華房 出版年 2001
備考
参考書6 ISBN 9784254135893
書名 原子と原子核 : 量子力学の世界
著者名 有馬朗人著 出版社 朝倉書店 出版年 1982
備考
備考 授業中に随時紹介する。
 
学生へのメッセージ  
この科目は必修ではないが、4年次の卒業研究で実験系研究室へ配属を希望する者は受講することが望ましい。
 
人数制限 ※詳細は「その他・備考」欄を参照してください。  
なし。
 
連絡先(電話番号)  
道村(048-858-9423)、山口(048-858-9123)
 
連絡先(メールアドレス)  
道村(smichi=mail.saitama-u.ac.jp), 山口(yamaguti=phy.saitama-u.ac.jp) [連絡の際は"="を"@"に変更してください。]
 
オフィスアワー  
原則、平日昼休みに対応します。事前に電子メールで連絡ください。
 
連絡先(ホームページ、その他)  
なし
 
関連ホームページ  
なし
 
その他・備考  
授業中の携帯電子郵便等(メール/ライン)禁止
 
ページの先頭へ