応用物理学実験 B テキスト

応用物理学実験 B
テキスト
室蘭工業大学
応用理化学系学科応用物理コース
2015 年度版
学籍番号
氏名
応用物理学実験 B テキスト
目
次
実験実習および実験レポート作成に関する注意事項
・・・ Ⅰ
実験レポート表紙(表･裏)
・・・・・・・・・・・・・・・・Ⅳ・Ⅴ
実験実施日程表
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ⅵ
実験レポート提出確認表
・・・・・・・・・・・・・・・ Ⅶ
実験テーマ
1. RLC 回路の交流特性
2. トランジスタの静特性と増幅器の設計
3a. 熱起電力による電流がつくる磁場
3b. 気体の熱容量比
4. 生体分子科学実験Ⅰ
5. 2 次元結晶モデルによる光の回折
6. 剛体の斜面上の運動
SI 単位記号およびその例
1
実験実習および実験レポート作成に関する注意事項
・実験実習
必ず全ての実験テーマを実習すること．
部活動の遠征，忌引き，病欠等の正当な理由によって実験実習を欠席した場合は，予備
日や夏期休業等に再実験を行う．遠征等で欠席する日が前もって確定している場合は，事
前に教員に連絡し再実験日時を決めておくこと．
遅刻・無断欠席は態度点において減点となるので注意すること．
・実験準備
実験当日までにテキストを熟読し，しっかり予習しておくこと．
各自，筆記用具，関数電卓，実験用ノートおよびグラフ用紙（1mm 方眼紙）を用意する
こと(片対数，両対数方眼紙は実験室に用意しておきます)．
実習時間が余ったときのために実験レポート作成の用意をしておくこと．実験レポート
をワープロで作成する場合は，実験室にパソコンを持参してもかまわない．
・実験時
測定値を実験ノートに記録すると同時にグラフを作成しながら実験を進めること．ここ
で作成するグラフは実験の進行状況の確認，あるいはどのような結果が出たか・測定ミス
がないかを判断するための資料である．レポートには清書したグラフを載せること．
実験器具，装置の取り扱いを誤ると事故や故障につながる．テキストの注意事項をよく
読み，取り扱いには十分に注意すること．
・実験終了後
実験終了後は装置の電源を切り，使用した実験器具の洗浄など整理整頓をすること．
実験終了後も授業時間内は実験データのまとめやレポート作成にあて，実験が終了して
も勝手に実験室を退室しないこと．
授業時間内に，実験に関係のないことをしている場合は態度点において減点となるので
注意すること．
・実験レポート提出期限
3a「熱起電力による電流がつくる磁場」と 3b「気体の熱容量比」は実験実習後，次の
実験日までにレポートを提出すること．
その他の実験テーマは，2 週目の実験を終えた後，その次の実験日までに提出すること．
教員から特別に指示があった場合は，指示に従うこと．
必ず全ての実験を実習し全てのレポートを提出すること．実験レポートの作成様式につ
いては次ページにて説明する．
レポート提出の遅れは評価にて減点となるので注意すること．
I
・実験レポート作成における注意事項
心構え
"レポート"は報告書であるから，書き手の主張が読み手に伝わらなければならない．
"何を目的としたか" (目的)
"何を行ったか" (実験・測定方法)
"どんな結果になったか" (結果)
"結果をどう解釈したか，それから何がわかったか" (課題・設問，考察)
が，読み手(教員)に正確に伝わるように書くこと．
レポート作成後は全体を読み返し，記述内容に矛盾がないか，誤解を招く表現(記述)
になっていないか，自分の主張が読み手に伝わるように論理的に書かれているか，確
認しながら表紙の自己チェック欄にチェックすること．
レポート様式
○ A4 用紙にワープロかボールペン等の消えない筆記具で書くこと．
○ 目的，実験(測定)方法，結果，課題，考察，感想を項目ごとに分けてまとめるこ
と．(各項目の書き方については下記を参考のこと．)
○ 手書きの場合は丁寧に，できるだけきれいに書くこと．
○他人のレポートを写さないこと．他人のレポートを写した疑いがある場合には，写
した側・写させた側の両者とも，大幅な減点または再提出とする．
○ 教員からのメッセージ・コメント・指導が書き込めるように項目ごとに空欄(余白)
を設けること．
レポート表紙
○ レポートの表紙には，ガイダンスで配布した表紙またはⅣ･Ⅴページ(裏･表)をコ
ピーするか，配布ファイルを使用すること．
○ 必要事項を記入し，自己チェック欄を確認してチェックすること．
○ 表紙の裏面に実験をとおして生じた"問題点"と"対処方法"を記入すること(エンジ
ニアリングデザイン能力として採点する)．
目
的
○ 実験の目的を簡潔にまとめて書くこと(テキストの丸写しは認めない)．
測定方法
○ 実際に用いた装置の配置や配線の略図を必要に応じて書くこと．
○ 解析に用いた計算式等も書くこと．どのような方法で測定したか，テキストを丸
写しせずに具体的かつ簡潔にまとめること．
結
果
○ 実測値を記載すること．必要に応じて図や表を作成すること．
○ 図はできるだけ大きく書き，タイトル，軸名称，単位を必ず書くこと．
○ 結果を言葉・文章で表し，説明を加えること．
II
課題・設問
○ 設問や課題は必ず解答すること．
○ "答え"だけでなく，途中の思考過程が分かるように記述すること．
○ 設問を解くことは考察の全てではない．わからない場合は文献などで調べること．
考
察
○ 考察は感想ではない．測定結果のもつ意味をよく考えること．
○ 実験結果や理論値，文献で調べた情報などをふまえて論理的に考察し，思考過程
が読み手に伝わるように記述すること．
○ テキストに指示がある場合は，指示に従うこと．
感
想
○ 実験に関する感想を書くこと．
エンジニアリングデザイン（※適宜用紙を追加してもよい）
○ 実験を遂行するに当たって生じた問題点と，その問題にどのように対処したか，
をまとめて記述すること．
参考文献
○ 文献より引用した場合にはその著者，文献名，出版社を記載すること．Wikipedia (ウ
ィキペディア)などの Web page 上の情報はそのまま引用せずに解答の手がかりに
利用すること．
図・表
○図･表には通し番号とタイトルをつけて，
“図の下”および“表の上”に記入するこ
と．グラフも図である．タイトル・通し番号を忘れずにつけること．
○図・表を作成した場合は，本文中で，"○○の測定結果を表(番号)に示す"，"図(番
号)より，※※と▽▽は比例関係であることがわかる" 等のように文章で説明を記
述すること．
○表が大きく二つ以上に分かれる場合は，それぞれに項目名を記入し，数値が何に
対応するのか，一目でわかるように工夫すること．
○グラフ(グラフも図である)を書く場合は，軸名称，単位を忘れずに書くこと．複数
のデータをプロットするときは記号を区別し，余白に凡例を記入すること．
○グラフに曲線または直線を記入するときは，特別の場合を除いて測定点と測定点を
繋いではいけない．測定点の最も近くを通るなめらかな曲線または直線を描くこと．
以上の注意事項が守られていないレポートは再提出となるので注意すること．
III
応用物理学実験 B レポート
実験テーマ
レポート提出者
実験班
班
学籍番号
氏名
共同実験者
学席番号
氏名
学席番号
氏名
共同実験者
学席番号
氏名
学席番号
氏名
実験実施日
レポート提出
2015 年
月
日（
）・
月
日（
）
（第１回目）
2015 年
月
日
⇒ 受理／要再提出
（第２回目）
2015 年
月
日
⇒ 受理／要再提出
（第３回目）
2015 年
月
日
⇒ 受理／要再提出
評
2015 年
レポート受理日（最終）
月
日
価
レポート提出者の自己チェック欄（できていれば□にチェックせよ）
□所属班名，学籍番号，氏名，実験日，提出日が記入されているか？
□レポートとしての体裁は適切か？
□実験目的・方法は示されているか？
□実験結果は示されているか？
□課題はできているか？
□考察は十分になされているか？
□図表の書き方・まとめ方は適切か？
□エンジニアリングデザイン(問題点と対処方法)が記入されているか?
[注意]
・自己チェック欄が未記入のレポートは内容を見ずに返却する
・自己チェック欄と内容に相違があるものは，その程度に応じて減点する
下記の太枠内は記入不要
レポート提出に対する教員の所見
配点
①実験目的
5
②実験方法の記述と理解
10
③実験結果
10
④課題・設問
20
⑤考察
20
⑥感想
5
⑦エンジニアリングデザイン能力
10
⑧実験受講態度・レポート提出期限
20
IV
評価
エンジニアリングデザイン能力
(※本実験を通して生じた"問題点"と"対処方法"を記述せよ．)
(問題点)
(対処方法)
V
表 1 応用物理学実験 B
班
A
日程
1
4月10日(金)
2
4月17日(金)
3
4月24日(金)
4
5月 1日(金)
5
5月 8日(金)
6
5月15日(金)
7
5月29日(金)
8
6月 5日(金)
9
6月12日(金)
10
6月19日(金)
11
6月26日(金)
12
7月 3日(金)
13
7月10日(金)
14
7月17日(金)
15
7月24日(金)
B
日程
C
D
(班別)
E
F
5
5
6
6
1
1
6
6
1
1
2
2
実験ガイダンス・安全教育
1
1
2
2
3a
3b
2
2
3a
3b
3b
3a
3b
3a
4
4
3a 3b
3b 3a
4
4
5
5
4
4
5
5
6
6
予備日(6,7週目実習テーマのレポート〆切)
4
4
5
5
6
6
5
5
6
6
1
1
6
6
1
1
2
2
1
1
2
2
3a
3b
2
2
3a
3b
3b
3a
3a
3b
3b
3a
4
4
3b
3a
4
4
5
5
予備日(13,14週目実習テーマのレポート〆切)
表 2 応用物理学実験 B
テーマ
平成 27 年度前期実施日程表
1
平成 26 年度前期実施日程表
(テーマ別)
2
5
6
3a 3b
4
1
4月10日(金)
2
4月17日(金)
A
B
C
D
E
F
3
4月24日(金)
A
B
C
D
E
F
4
5月 1日(金)
F
A
B
C
D
E
5
5月 8日(金)
F
A
B
C
D
E
6
5月15日(金)
7
5月29日(金)
E
E
F
F
A
A
B
B
C
C
D
D
8
6月 5日(金)
9
6月12日(金)
D
E
F
A
B
C
10
6月19日(金)
D
E
F
A
B
C
11
6月26日(金)
C
D
E
F
A
B
12
7月 3日(金)
C
D
E
F
A
B
13
7月10日(金)
B
C
D
E
F
A
14
7月17日(金)
B
C
D
E
F
A
15
7月24日(金)
実験ガイダンス・安全教育
予備日(6,7週目実習テーマのレポート〆切)
予備日(13,14週目実習テーマのレポート〆切)
VI
表 3 応用物理学実験 B 実験テーマと担当 / レポート提出確認表
No.
実験テーマ
担当教員
1
RLC回路の交流特性
本藤(K407)
2
トランジスタの静特性と増幅器の設計
磯田(K307)
3a 熱起電力による電流がつくる磁場
柴山(K210)
3b 気体の熱容量比
4
生体分子科学実験I
澤田(Y501)
5
2次元結晶モデルによる光の回折
佐藤(K206)
6
剛体の斜面上の運動
矢野(K202)
提出日受理日
/
/
/
/
/
/
/
平成 27 年度応用物理学実験 B 担当チーフ
VII
/
/
/
/
/
/
/
澤田（Y501)
SI 単位記号およびその例
SI の構成
基本単位(7 個)
SI 単位
組立単位
SI
固有の名称をもつ組立単位
その他の組立単位
接頭語および SI 単位の 10 の整数乗倍
表 1 SI 基本単位
量
名称
記号
長さ
質量
時間
電流
熱力学温度
光量
物質の量
メートル
キログラム
秒
アンペア
ケルビン
カンデラ
モル
m
kg
s
A
K
cd
mol
表 2 基本単位だけで表現する SI 組立単位(例)
量
名称
体積
速さ
加速度
波数
密度
(物質の量の)
濃度
放射能
比体積
輝度
立方メートル
メートル毎秒
メートル毎秒毎秒
毎メートル
キログラム毎立方メートル
記号
m3
m/s
m/s2
m-1
kg/m3
モル毎立方メートル
mol/m3
毎秒
立方メートル毎キログラム
カンデラ毎平方メートル
s-1
m3/kg
cd/m2
倍数
10-18
10-15
表 4 10 の整数倍を表す接頭語
接頭語
記号
a
atto
アト
f
femto
フェムト
10-12
pico
ピコ
p
10-9
nano
ナノ
n

m
-6
micro
マイクロ
10-3
milli
ミリ
10-2
centi
センチ
c
10-1
deci
デシ
d
10
deca
デカ
da
hecto
ヘクト
h
kilo
キロ
k
10
10
2
103
6
mega
メガ
M
109
giga
ギガ
G
1012
tera
テラ
T
15
peta
ペタ
P
exa
エクサ
E
10
10
1018
表 3 固有の名称・記号をもつ組立単位
基本単位に
量
名称
記号
よる表示
rad
m·m-1 =1
平面角
ラジアン
sr
m2·m-2 =1
立体角
ステラジアン
Hz
s-1
周波数
ヘルツ
N
m·kg·s-2
力
ニュートン
Pa
m-1·kg·s-2
圧力，応力
パスカル
エネルギー，
J
m2·kg·s-2
ジュール
仕事，熱量
W
m2·kg·s-3
仕事率，電力
ワット
C
A·s
電気量，電荷
クーロン
V
m2·kg·s-3·A-1
電圧，電位
ボルト
F
m-2·kg-1·s4·A2
静電容量
ファラッド
m2·kg·s-3·A-2
電気抵抗
オーム

S
m-2·kg-1·s3·A2
コンダクタンス
ジーメンス
Wb
m2·kg·s-2·A-1
磁束
ウェーバー
T
kg·s-2·A-1
磁束密度
テスラ
H
m2·kg·s-2·A-2
インダクタンス
ヘンリー
°C
K
セルシウス温度セルシウス度
Bq
s-1
放射能
ベクレル
Gy
m2·s-2
吸収線量
グレイ
Sy
m2·s-2
線量当量
シーベルト
lm
cd·sr
光束
ルーメン
lx
m-2·cd·sr
照度
ルクス
・接頭語は１つしか使用しない。分母に接頭語は用いない
方がよい。
例
mF → nF, kg/dm3 → Mg/m3
・正の指数をもつ単位と負の指数をもつ単位とから成る
組み立て単位の場合には、接頭語は正の指数をもつ単位
に付けることが望ましい。
例 N/mm2 → MN/m2, A/dm2 → 0.1 kA/m2
・接頭語を付した単位を用いて表しても、数値がかなり大
きく（あるいは小さく）なる場合には、適当な接頭語に換
えるか、あるいは接頭語を使用しない方がよい。
例 10-7 cm → 1 nm, 10-9 cm/s2 → 10-11 m/s2
・接頭語の付いた単位は１グループと考え、ベキ指数はグ
ループ全体に及ぶ。
例
mm2 = (10-3 m)2 = 10-6 m2, s-1 = (10-6 s)-1 = 106 s-1
・長さの単位（meter）と 10-3 を表す接頭語（milli）とは
同じ記号で示されるので、両者を混同しないように注意。
例
mN と m･N（m･N は Nm と書けば混同しない。）
・質量の基本単位は kg であるが、これに接頭語を付ける
場合には k を接頭語と同等に取り扱う。
例 103 kg= Mg, 10-3 kg = g, 10-6 kg= mg
表 5 固有の名称を交えて表現する SI 組立単位 (例)
名称
記号
Pa·s
パスカル秒
量
粘度
基本単位による表示
m-1·kg·s-1
力のモーメント
メートルニュートン
N·m
m2·kg·s-2
表面張力
ニュートン毎メートル
N/m
kg·s-2
2
熱流密度，放射照度
ワット毎平方メートル
W/m
kg·s-3
熱容量，エントロピー
ジュール毎ケルビン
J/K
m2·kg·s-2·K-1
比熱，質量エントロピー
ジュール毎キログラム毎ケルビン
J/(kg·K)
m2·s-2·K-1
質量エネルギー
ジュール毎キログラム
J/kg
m2·s-2
熱伝導率
ワット毎メートル毎ケルビン
W/(m·K)
m·kg·s-3·K-1
3
体積エネルギー
ジュール毎立方メートル
J/m
m-1·kg·s-2
電解の強さ
ボルト毎メートル
V/m
m·kg·s-3·A-1
体積電荷
クーロン毎立方メートル
C/m3
A·s·m-3
電気変位
クーロン毎平方メートル
2
C/m
A·s·m-2
誘電率
ファラッド毎メートル
F/m
m-3·kg-1·s4·A2
電流密度
アンペア毎平方メートル
A/m
A·m-2
磁界の強さ
アンペア毎メートル
A/m
A·m-1
透磁率
ヘンリー毎メートル
H/m
m·kg·s-2·A-2
モルエネルギー
モルエントロピー，
モル比熱
ジュール毎モル
J/mol
m2·kg·s-2·mo1-1
ジュール毎モル毎ケルビン
J/(mol·K)
m2·kg·s-2·K-1·mo1-1
表 6 基礎物理定数
記
名称
数値
号
2.99792458
真空中の光速度（定義）
c
表 7 ギリシャ文字
単位
108 m·s-1
万有引力定数
G
6.67428(67)
10-11 N·m2·kg-2
電子の質量
me
9.10938215(45)
10-31 kg
陽子の質量
mp
u
e
h
1.672621637(83)
10-27 kg
1.660538782(83)
10-27 kg
1.602176487(40)
10-19 C
6.62606896(33)
1.054571628(53)
10-34 J·s
10-34 J·s
1.3806504(24)
10-23 J·K-1
4 (=12.566···)
10-7 H·m-1
8.8541878
10-12 F·m-1
6.02214179(30)
1023 mol-1
原子質量単位
電子の電荷
プランク定数
  h / 2

ボルツマン定数
k
磁気定数（真空の透磁率）
0
（定義）
電気定数（真空の誘電率）
0
（定義）
アボガドロ数
NA
ファラデー定数
F
9.64853399(24)
104 C·mol-1
ボーア磁子
B
9.27400915(23)
10-24 J·T-1
気体定数
モル体積
R
8.314472(15)
J·mol-1·K-1
0.0224413996(39)
m3·mol-1
9.80665
m·s-2
273.16
K (= 0.01°C)
(理想気体，0°C，1 気圧)
重力加速度(標準)
水の三重点
g
Ttr
2006CODATA recommended values
数値の( )の中の数字は標準誤差.
2
小文字
大文字
英語表記
読み
















































alpha
beta
gamma
delta
epsilon
zeta
eta
theta
iota
kappa
lambda
mu
nu
xi
omicron
pi
rho
sigma
tau
upsilon
phi
chi
psi
omega
アルファ
ベータ
ガンマ
デルタ
イプシロン
ゼータ
エータ(イータ)
シータ
イオタ
カッパ
ラムダ
ミュー
ニュー
クシー（グザイ）
オミクロン
パイ
ロー
シグマ
タウ
ウプシロン
ファイ
カイ
プサイ（プシー）
オメガ

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