物質科学基礎実験Ⅰ

Basic Laboratory Course in Material Science I

専門基礎科目（専門関連科目）／教職課程科目

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理学部

2年

HSSBA2MCA4

1.0単位

実験 (Experiment)

2024年度前期

田中　義人、和達　大樹、相賀　則宏、佐藤　井一、金島　圭佑、高原　一真

理学部

日本語

目標4／目標9

実験日　研究棟207

tanaka@sci.u-hyogo.ac.jp

5◎／6◎／7◎

ー

1-1◎

目標１:磨き続ける力

【講義目的】
物質科学の基礎的な実験課題を通して、実験装置の操作方法・実験データの解析方法・科学的論理的な考え方などを修得する。
【到達目標】
理学部で学ぶ学生が必要とされる基礎的な実験手法を学び、実験装置の操作と実験データの解析ができるようになることを到達目標としている。

キーワード：エレクトロニクス、電気抵抗率、溶解度、計算機

【講義内容】
次の4テーマ（1テーマにつき1週間)についての実験を行う。
【授業計画】
(1) エレクトロニクス
IC(集積回路)を使った基本的な回路をはんだ付けで作り、製作した回路の特性を測定する。ICの使い方やはんだ付けの方法、オシロスコープなどの測定機器の使用方法を習得する。
(2) 金属箔の等電位線と電気抵抗率の測定
金属箔上の定常電流場における等電位線群を電圧計を使って測定し、電流と電圧分布を理解し、オームの法則をもとに導体の抵抗率を求める。
(3) イオン固体の溶解度測定
様々なイオン固体を水に溶解した際の吸熱/発熱、及び溶解度の温度依存性を測定する。この実験を通して、化学薬品や実験器具を安全に取り扱う方法を習得する。
(4) 計算機
コンピュータの構造を理解するために、高水準言語でありながらハードウェア寄りの低水準的な操作が可能なC言語を用いてプログラミングを行う。特にポインタの概念を理解し、メモリアドレスを意識したデータの格納を行えるようにする。一部のプログラムはアセンブリ言語へ変換し、CPUの働きを考察する。また、コンピュータの持つ入出力機能を利用して外部ハードウェアへ信号送受信を行う方法を習得する。
＊生成系AI の利用については教員の指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成系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。

実験開始時にテキストを配布する。

(1) 村田正「情報・電子入門シリーズ５電子回路の基礎」共立出版 (1989).
(2) 菅野 允「電磁気計測」コロナ社 (2000).
(3) イリヤ・プリゴジン・ディリプ・コンデプディ著、妹尾学・岩元 和敏訳 「現代熱力学—熱機関から散逸構造へ—」朝倉書店 (2001).
(4) 高橋麻奈「やさしいＣ」SBクリエイティブ (2017).

【予習】授業に際してテキストを事前読み込みと手順作成 (12ｈ)
【復習】講義内容の理解を深め定着させるためにテキストを読み直し(9ｈ)、レポート作成 (9ｈ)

採用しない。

【成績評価の基準】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
実験の内容を理解したと判断できる者に単位を授与する。講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に基づき、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】
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。実験を行った週の翌週指定日までにレポートを提出すること。

課題の解説は希望者のみ行う。

実験の冒頭に実験に関する説明を行う。機器や化学薬品の使用法に関して重要な注意事項があるため、決して開始時刻に遅刻しないように注意する。すべてのテーマにおいて、
① オンライン形式での概要説明および動画視聴等による学習、
② 実験室で対面形式での実習
を組み合わせた授業形態で実施する予定である。
履修者は、自宅等でオンライン授業の受講ができる通信環境（PC・タブレット等の端末やWi−Fi環境）を整えること。

該当しない。

担当教員：相賀則宏・金島圭佑・高原一真・佐藤井一・和達大樹・竹内佐年・江口律子・田中義人