物質科学実験Ⅰ

Laboratory Course in Material Science I

専門教育科目／教職課程科目

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理学部

3年

HSSBM3MCA4

2.00単位

実験 (Experiment)

2024年度前期

(Spring semester)

阿部　正明、石川 潔、山口 明、小泉 昭久、小澤 芳樹、下條 竜夫、中井　祐介、小簑　剛

理学部

日本語

目標4

実験中・各実験実習室

mabe@sci.u-hyogo.ac.jp

1◎／5◎／6◎

ー

1-1◎／1-2〇

目標１:磨き続ける力

【実習目的】物質科学における専門的な実験手法を学び、物質科学についての理解深めるための実験的アプローチを自ら提案し適用できる。
【到達目標】卒業研究を行う上で必要な各種の実験方法、実験データの整理と実験結果の導き方および考察の方法、レポートの作成方法を習得する。

キーワード：超伝導、原子、分光、X線回折、ガンマ線、量子化学計算、機械工作

以下の課題のうち、指定された３つ又は４つの課題を、各課題ごとに３週（（１）のみ６週）にわたり実習し、それぞれについてのレポートを後日提出する。物質科学実験 IIと合わせて、全ての課題の履修を完了させる。
（１）固体における輸送現象：金属、半導体、超伝導体の電気抵抗の温度依存性を７７Ｋ以上室温まで測定する。酸化物超伝導体を作成、パソコンで電気抵抗測定用の簡単なプログラミングを行う。
（２） 可視分光実験：光の粒子性(LED，光電効果)，光のコヒーレンス(マイケルソン干渉計)，直線偏光の性質(マッハ・ツェンダー干渉計)，原子のスペクトル(原子発光，半導体光吸収)を通じて光に関する実験を行う．
（３） 分子分光実験：芳香族分子の電子スペクトル(吸収・発光)を観測する。
（４） 単結晶のX線構造解析：単結晶試料の選択および観察を行い、X線自動回折計でX線回折強度を計測する。回折強度データより結晶の対称性、空間群を判定する。パソコンを用いて単結晶構造解析実習を行う。
（５） 放射線(ガンマ線)の計測：光子(粒子)としてのガンマ線の計測を行う。第１週：放射線計測の原理・ランダム現象（統計誤差）、　第２週：エネルギ-スペクトル測定による核種判定、第３週：物質の吸収係数　についての実験を行う。
（６） コンピュータケミストリー入門：分子軌道法に基づく量子化学計算により、構造最適化、配座解析等をパソコンを用いて行う。
（７） 機械工作実習：物質科学実験で必要となる、ボール盤、旋盤、フライス盤などの金属工作機械の正しい、安全な操作法について対面実習を行う。

「物質科学実験」を最初の授業にて配布。

参考文献については、実験課題ごとに適宜テキスト中に記載する。

【予習】実験実習に際して、「物質科学実験」テキストの該当部分の事前読み込み（24 h）、課題に応じて、事前のオンデマンド教材の視聴あるいはプレゼンテーションの準備（12 h）
【復習】レポート作成（４回、24 h ）

課題に応じて、
1．実験操作による化合物を合成し、その試料について測定機器を用いて物理的な計測を行う。
2．コンピュータを使った計算や実験データの解析を行う。
3．実験結果をまとめ、結果の妥当性などについてグループメンバー同士あるいは教員、TAと議論したり、スライドを使った実験結果のプレゼンテーションを行う。
4．工作機械を用いて各自が金属加工作品の製作を行う。

【成績評価の基準】物質科学における専門的な実験手法の原理を理解し、物質科学研究分野に対して基礎的な実験的アプローチが適用できる者については、講義目的・到達目標に記載す る能力(知識・技能、思考力、判断力、表現力等)の到達度に基づき、S（90 点以上）、A（80 点以上）、B（70 点以上）、C（60 点以上）による成績評価の うえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】実験項目ごとに、終了後一週間以内に提出されたレポートを内容を基準として、受講態度を含めて総合的に評価する。

＊レポート等の課題作成においては生成系AIの利用を認めない。生成系AIを使用したことが判明した場合は単位を認定しない、または認定を取り消すことがある。

課題に応じて、
1．実験実習操作について、その場で適切かどうか評価問題点を直接指摘、講評し、製作された作品について教員からコメントをする。
2．実験実習操作の各段階で、教員、TAと経過や結果について確認し議論する。
3．実験結果のプレゼンテーションに対し、教員から講評する。
4．レポートを返却し、実験結果のまとめ方、レポート作成方法を改めて説明し、提出されたレポート内容について具体的に講評する。

全実験テーマを実施することが前提で、提出したレポートを採点して成績を評価する。
病気やケガなどで欠席せざるをえないときは，その日の実験担当教員または学務課に必ず連絡し，指示に従うこと 。
実験装置や器具の操作は、その目的や操作法を理解した上で行うこと。測定・観測に失敗した場合には、常にその原因を明らかにすること。
先修条件あり。

該当しない

担当教員：阿部正明、水戸毅、石川 潔、小澤芳樹、下條竜夫、小泉昭久、小簑 剛、中井祐介、山口 明、および工作センター職員