授業科目

総合工学実験D
Laboratory on Coordinated Engineering D

担当者

教授   朝倉 史明
後 月3-月4
教授   田村 忠久
後 月3-月4
教授   山崎 教昭
後 月3-月4
准教授 客野 遥
後 月3-月4
准教授 中川 理絵
後 月3-月4
助教   山内 大介
後 月3-月4

単位

2

到達目標

本科目は工学部のカリキュラムポリシーに従って編成されており、第5セメスタ開講の「総合工学実験C」と合わせて、物理、生物、情報処理の分野の実験をカバーする。第1セメスタ開講の「総合工学実験A」と第2セメスタ開講の「総合工学実験B」を基礎にして、より専門的かつ応用的な課題を扱う。本科目の達成目標は、物理、生物、情報に関して、より専門的な実験テーマに接することで、卒業研究で必要となる技術と考え方、またデータ処理の基盤を身につけ、問題解決能力を養うことである。

授業内容

1)情報処理(3回)
 目的:パソコンを使って、C言語によるプログラミング演習を行う。特に、常微分方程式、偏微分方程式の数値実験を行い、結果の可視化と考察を行う。
 1.コンピュータを用いた実験に関する基礎的内容の確認
 2.常微分方程式に対する数値実験
 3.熱方程式(偏微分方程式)に対する数値実験

2)生物学実験(3回)
 目的:植物を栽培することを通して、遺伝、形態、生理学など、植物に関わる様々なことについて学ぶ。 また、クリーンベンチの使い方や植物栽培用培地の作成など、卒業研究のための基本的な実験操作についても学ぶ。
 1.培地の作成とクリーンベンチの使い方・培地への播種(人工気象器内で次週まで栽培する)
 2.前週播種した植物の観察・植物ホルモン添加培地の作成・培地への播種(人工気象器内で次週まで栽培する)
 3.前週播種した植物の観察・実験全体の考察

3)物理学実験1(3回)
 目的:高温超伝導体を作成し、その電気抵抗の温度依存性およびマイスナー効果を観測する。試料作成および物性評価法の一例を経験することにより、物性科学の基本的実験手法を学ぶ。
 1.試料作成(薬品調合と仮焼き)
 2.試料作成(本焼き)、作成済み試料の磁気浮上観察
 3.抵抗測定による温度係数、転移温度の評価

4)物理学実験2(3回)
 目的:レーザー光をフォトダイオードで検出し、パルスタイミングを計測することで光速を求める。回路の組み立て配線を修得し、計測機器の操作を理解し、データ処理について学ぶ。
 1.フォトダイオード回路基板製作、オシロスコープによる波形観測
 2.光速測定のための実験装置のセットアップ
 3.光速の測定、データ処理

授業計画

01. ガイダンス(シラバスの説明等)
02.~04. 情報処理
05.~13. 班(またはグループ)ごとに、生物学実験、物理学実験1、物理学実験2を行う
14. レポート仕上げ(最終提出期限)、補講実験

授業運営

・1回目は共通ガイダンスを行う。ガイダンスでは、各テーマについての授業内容・注意事項等を説明するため、欠席は認めない。
・6~8名を1グループとし、同じテーマを行う。
・テーマ毎に必要に応じて1グループをさらに2~3班に分ける(1班当り2~4名)。
・各テーマは1グループに対して連続で3回行う。
・情報処理は、班に分かれずに全員が共通テーマを実施する。
・初回ガイダンス及び各回のはじめに、担当教員が実験の方法と注意事項などについて説明をする。
・各テーマの内容について、配布資料で1時間程度の充分な予習を行ってから臨む。
・実験終了は担当教員の指示に従う。
・各テーマで課されるレポート等の課題は実験後に授業時間外で作成する。レポート作成等には2時間以上はかかるので、その時間を確保しておくこと。指定された日時までに所定の場所に提出する。
・遅刻をした場合は、共同実験者に迷惑をかけるだけでなく、説明などを聞き逃すことで装置の破損や事故につながる可能性もあるため、実験を受けられない場合がある。
・欠席をした場合は、理由書を提出する。欠席理由が認められた場合に限り、最終授業日に補講実験を受ける。ただし、補講実験は1回分のみとする。

評価方法

全レポートの平均点をもとに評価する。但し、原則として全実験を実施した者を評価の対象とする。実験を実施しても、レポートを提出しない場合、または不完全なレポートの場合、そのテーマは0点として扱う。レポート未提出のテーマがある場合は不合格となる。
また、本講義では、1テーマにつき3回(3週)連続で実験を行っていく。そのため、特に各テーマの1回目または2回目の実験を欠席した場合、テーマを通して習得すべき技術等が習得できないこととなるため、合格の可能性がかなり低くなる。

オフィスアワー

質問等は実験終了後など随時受け付ける

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