授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
32417:[2025 秋セメスター]振動波動入門 (A5) 2025 秋セメスター 金2 理工学部 和田 浩史 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０６号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

私たちのまわりにある様々な振動現象，波動現象を統一的に理解することを目指す．
振動は一般に，復元力（ばねの力）と抵抗力（粘性力）が作用する物体に起きる現象で，
さらにそれ以外の外力が作用することで，複雑な現象になっている．
これらを数学的に理解するためには，振動する系が従う運動方程式を解き，その結果を数学的に分析することが必要となる．
そのために，微分方程式の一般的な取り扱いや解法を学び，得られた数学的な結果を，物理的に翻訳することが講義の中心となるだろう．
　前半に振動、後半に波動を扱う。今年度についてはすべての授業をオンラインで実施する。理解度を深めるため、授業後に複数回の小テストを実施する。また３回程度のレポート課題を出す予定である。詳細は随時コースニュースなどでアナウンスする。

受講生の到達目標

振動は微分方程式を解いて理解できるようになること。波動は、難しい数学を用いることなく、公式に当てはめて諸量を計算できるようになること。

事前に履修しておくことが望まれる科目

力学入門を履修しておくこと．特に単振動に関して，運動方程式，力学的エネルギーを復習しておくように．
また，三角関数や指数関数が中心的な役割を果たすので，それらの性質や微積分をしっかりと復習しておくこと（高校数学IIIの内容を完璧に）．

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
-

+R授業対象科目。第3回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

1

単振動の力学と微分方程式

単振動のパラメータ，運動方程式，微分方程式の分類

2

定数係数線形斉次微分方程式

特殊解の求め方，複素指数を三角関数に直すこと，
斉次線型微分方程式の解の構造，一般解の構成法

3

粘性抵抗が作用する振動系の力学

減衰振動・過減衰・臨界減衰，粘性抵抗によるエネルギーの散逸

4

非斉次定数係数線形微分方程式

非斉次定数係数線形微分方程式の解の構造，
非斉次項と特解の関係，
一般解の構成

5

自由振動系への外力の作用

強制振動，発散する共振現象

6

粘性抵抗を持つ振動系への外力の作用

定常振動解，変位振幅倍率，変位振幅の共振とエネルギーの共振

7

まとめと応用

力学振動系，あるいは電気回路の分析

8

波の性質

縦波と横波、重ね合わせの原理と干渉

9

弦を伝わる横波の満たす波動方程式と波の速度

10

正弦波とその重ね合わせ

振幅、波長と波数、周期と振動数

11

両端を固定した弦に発生する波と定在波

境界条件，基本波と高調波

12

音波と波動方程式

空気中の音速、変位波と圧力波

13

気柱内に発生する定在波

開管・閉管と境界条件

14

弾性体内の波

媒質の静力学（弾性体の性質）

授業実施形態

原則として14回すべてを対面で実施する。（ただし、状況により、数回（７回以下）のオンライン授業を含む可能性がある。）

授業外学習の指示

各週の授業内容で分からないことは、その週内に解決しましょう。
質問を大いに歓迎します。また、毎週開催されている「物理駆け込み寺」（物理・数学なんでも相談所）で先輩や他の教員に質問を持って行くことも大いに奨励します。
「物理駆け込み寺」では，物理やその他の理工系科目について，授業の内容の復習をしたい、用語・公式の意味がよく分からない、レポートについてのアドバイスが欲しい、友達同士で学習できる場が欲しい・・・と思っている学生に対して，講師や先輩が様々なアドバイスをしています．有効に利用すると，講義内容のより深い理解につながりますので，ぜひ利用してください．
「物理駆け込み寺」の開催場所や時間については，後日配られるチラシやＷＥＢで確認してください．
今年度については、オンラインでの開催予定です。詳細についてはコースニュースなどでアナウンスしますのでそれらをチェックしてください。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 60

基本概念や語句の理解を前提に、WEB小テストと同じ程度の難易度で記述式も含んだ問題を出題する。

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 40

manabaで複数回の小テストを実施する。また、レポートを1-2回程度出題する。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

#N/A!

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
物理学基礎　第５版 原 康夫 学術図書出版社 4780605259 力学入門と共通
物理てならひ帖 大坂・土田・濱地・俵口・前 学術図書出版社 力学入門演習と共通

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

コミュニケーションペーパー

備考


【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/