学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate

理学部

時間割コード
Registration Code

0623400

科目区分
Course Category

専門科目
Specialized Courses

科目名　【日本語】
Course Title

物理実験学

科目名　【英語】
Course Title

Experimental Physics

コースナンバリングコード
Course Numbering Code

担当教員　【日本語】
Instructor

奥村曉 ○

担当教員　【英語】
Instructor

OKUMURA Akira ○

単位数
Credits

開講期・開講時間帯
Term / Day / Period

秋火曜日１時限
Fall Tue 1

授業形態
Course style

講義
Lecture

学科・専攻
Department / Program

物理学科

必修・選択
Compulsory / Selected

選択

授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)

物理実験を好きな学生であれば実験を大好きになるように、また物理実験を嫌いな学生であれば実験を好きになることを目指す。

物理学において理論と実験は両輪であるとよく言われる一方、実際に両者の関係を強く意識しながら電磁気学や量子力学を学ぶことは難しい。また、学習した基礎物理が現実世界でどのように現れるのかを体感することや、学部で習う物理学と最先端の物理実験の乖離を通常の学習で埋めることも難しい。そこで本講義では、いくつかの簡単な実験と座学を一緒に進めることで、紙とペンで眺めていた物理の世界を実験を通じて理解する。また測定器や実験手法を物理学としての切り口で理解する。

測定における数値と次元、グラフ・スケッチの作成手法、基礎的な統計学と誤差の取り扱いなども、プログラミング言語 Python を使用して具体例を与えながら改めて学ぶこととする。

1 年次の「物理学実験」および 3 年次の「物理学実験 I」「物理学実験 II」の円滑な接続も本講義の狙いであるため、選択科目ではあるものの、物理学科の学生の履修を強く推奨する。

授業の目的　【英語】
Goals of the Course

The goal of this course is to help students who like physics experiments to love them, and students who do not like physics experiments to like them.

While it is often said that theory and experiment are two wheels in physics, it is difficult to learn basic physics such as electrodynamics and quantum mechanics with paying attention to the the actual relationship between theory and experiment. It is also difficult for students to experience how the basic physics that they learn in the first and second years is related to the real world, or to bridge the gap between undergraduate physics and cutting-edge physics experiments. In this course, we will conduct some simple experiments in the classroom to understand the world of physics through experiments, while many students tend to see the world only with pen and paper. Students will also understand instruments and experimental techniques from a physics perspective.

Numerical values and dimensions in measurement, methods for drawing graphs and sketches, and basic statistics and error analysis are also covered using the Python programming language, with simple but practical examples.

Although this course is not required, it is strongly recommended that students in the Department of Physics take this course, as it is also intended to provide a smooth transition from "Physics Experiments" in the first year and "Physics Experiments I and II" in the third year.

到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))

1. 基礎的な測定器の原理やその基となる物理過程を知り、様々な検出器に慣れる。
2. 測定と誤差、統計の概念を身につけ、データ解析の基礎的な手法を身につける。
3. 高周波回路やオシロスコープの波形に慣れ、基礎的な電子回路の知識を身につける。
4. 放射線測定装置などを通じ、物理測定の原理を学びながら、さまざな測定装置を実際に使ってみる。
5. Python に慣れ、初歩的なプログラミングやプロット作成ができるようになる。

到達目標　【英語】
Objectives of the Course

1. Get used to various measurement instruments and detectors, and to know principles and underline physics processes of them.
2. Grab the concepts of measurement, error, and statistics, and learn the basic methods of data analysis.
3. Get familiar with oscilloscopes and waveforms of various pulses from instruments, and to obtain basic knowledge of electronic circuits to be able to make simple circuits.
4. Learn the principles of radiation measurement devices and try using some of them.
5. Become familiar with Python 3 and be able to do rudimentary programming and plotting.

授業の内容や構成
Course Content / Plan

1. 測定とは何か
2. 数値と誤差、統計学の基礎
3. Python によるプログラミングとデータ可視化の基礎
4. 高周波信号の取り扱いと電磁気学
5. 電子回路の基礎
6. 放射線測定
など。2023 年度までの講義を再構成して 2024 年度は進めるため、2023 年度のシラバスも参考にしてほしい。

講義ではスライドと板書を用いた座学に加え、簡単な実験を行い、複数回の課題および簡単な期末試験を行う。また実施コマ数を通常より減らし、回路作成の実習を別日程で実施する。

Python を使う講義では各自のノートパソコン（必要な場合は貸与する）を使って実習を行うことがある。初回講義には持ってくる必要はない。

履修条件
Course Prerequisites

基本的に日本語で講義およびミニ実習が行われる。This course uses Japanese.