| 科目名 |
計測と解析 |
| 担当教員 |
古沢 浩,堀井 滋,百田 佐多生,全 卓樹 |
| 対象学年 |
2年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｂ１０６ |
開講学期 |
１学期 |
| 曜日・時限 |
水３ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的（物理学実験の受講にあたっての事前学習科目である。従って、物理学実験履修者は必ず受講すること）
計測は科学技術の基礎である。歴史的に見ても、科学や工学技術の進歩にはいつも新しい計測技術の開発があった。計測を学ぶことは、現代の科学技術を理解し、次世代の新しい科学技術を開拓するために是非とも必要である。
本講義の第一の目的は、現代の科学・工学分野で使われている計測技術の基礎を学び、その物理的意味を理解して、対象となる物理量の計測が正しくできることである。
第二の目的は、誤差、ばらつきを含む数値データの不確かさや信頼性を統計的に取り扱う数学的手法を学び、データの解析・評価技法を習得することである。
講義概要
講義では、長さ、圧力、時間、温度、放射線、電位など計測の対象となる基本的な物理量の定義と単位系を学び、それらを測定するための方法やセンサの種類など、計測工学の基礎を学ぶ。また、誤差を含む数値データの統計的解析手法として、平均値、標準偏差、確率密度関数などを学び、具体的な計測例を用いて実習する。
達成目標
１ 基本物理量の意味を正しく理解し、適切な測定器を選び、測定ができる。
２ 数値データから平均、標準偏差値など基本統計量を算出できる。
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| 授業の詳細2 |
講義計画
１-4 測定値の統計解析（全）
測定値に含まれるばらつきを統計的に処理し解析する手法を学ぶ。有効数字と誤差の伝搬基礎を学ぶ。平均値、標準偏差、分散を求める数学的手法と得られた結果の物理的意味を理解する。最小二乗法を使った回帰直線の求め方を学ぶ
5-7（堀井）
・分布図を理解する。（正規分布）
・計測データを解析する（１）（直線回帰）
・計測データを解析する（２）（2次曲線フィッティング）
8-10(百田)
・振動現象： 一般に復元力がはたらく物体は、平衡位置からの変位が時間と共に変化し、
振動運動を行う。振動する物体の運動方程式を使って、振動運動の定式化と
定量的に取り扱う方法を習得する。
・共鳴現象： 物体は慣性質量と復元力に応じて固有の振動数を持ち、共鳴現象を起こす。
電気回路の一種である共鳴回路を例として取り上げ、共鳴現象を学ぶ。
・波動： 復元力がはたらく物体が空間的広がりを持つ場合、音波や水面波のような
波動現象が起こる。波動現象では、平衡位置からの変位が時間にくわえて
場所によっても変化する。波動方程式を使って、波動現象を学ぶ。
11-13（古沢）
・波動方程式の振動解(変数分離法の紹介)
・ 直交関数系としての振動解(フーリエ級数入門)
・デジタル化におけるサンプリング定理(フーリエ変換入門)
14 (堀井、百田、古沢) 総まとめと問題演習
１5 これまでの講義内容についての理解度確認を行う。
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| 授業の詳細3 |
成績評価
前半の中間テストまたはレポート提出と後半の期末試験を総合して評価する。
AA： ９０点以上の成績を収めた場合
A : ８０点以上の成績を収めた場合
B : ７０点以上の成績を収めた場合
C : ６０点以上の成績を収めた場合
F : ６０点未満の成績を収めた場合
備考
物理学実験を履修する予定のものは必ず受講すること。
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| 授業の詳細4 |
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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