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最終更新日:2025年4月21日

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振動・波動論

振動・波動論
音や光はわれわれの生存をかけた情報伝達を担う手段である一方で,音楽,美しい景色,絵画,写真などを通じて生活に潤いを与えてくれる.
音と光は波動現象の典型例であるが、意外に身近なところにも振動・波動現象は数多く存在する.
しかもそのいくつかはわれわれの知的好奇心をおおいにかき立ててくれる.
たとえば誰もが知っているブランコ. どのようにすればうまく漕ぎ出せるのか, その原理は必ずしも自明でない.
また海の波が波打ち際で砕けてしまう現象もよく目にはするものの説明は容易でない.
実は、建造物や製品の設計においても振動・波動の影響への考慮が欠かせない.
このように日常と密接に関わる振動・波動現象の物理を根本から深く理解することがこの講義の狙いである.
なお, 振動・波動の考え方は, 場の理論の基礎をなすものであり,今後, 量子力学,場の量子論等を学ぶ上で必須である.
以下に主な項目をあげるが,*印は省略される場合がある.
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
31258
CAS-GC1E11L1
振動・波動論
深津 晋
S1 S2
金曜5限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
不可
開講所属
教養学部(前期課程)
授業計画
1. 序論   重ね合わせの原理   2. 1自由度の系  ・単振動、自由振り子  ・減衰振動  ・強制振動,  ・共鳴(共振)、散逸  *パラメータ励振  *非線形振動 3. 連成振動  ・2自由度の系   ・基準振動,うなり  ・多自由度の系 4. 1次元の波動  ・連続体(弦,弾性体,気柱)  ・縦波と横波   ・波動方程式   ・反射と透過  ・位相速度、波束と群速度  ・波のエネルギー 5. フーリエ級数,変換の方法   ・フーリエ級数・フーリエ変換   ・フーリエ限界, 不確定性関係 6. 2,3次元の波  ・1次元の波、波動方程式   ・平面波  ・球面波   ・水の表面波  ・干渉,回折、波のコヒーレンス  ・電磁気学、量子力学への接続  
授業の方法
板書・スライド・デモ実験併用による授業
成績評価方法
期末試験と期間中に出題される課題による総合評価。
履修上の注意
資料を講義前日までにITC-LMS経由で配布します。