　地球惑星物理学演習I

2014年

科目名称(英文)	Exercise of the Earth and Planetary Physics I
講義題目
単位	2.0単位
授業科目区分	選択
学期	後期
対象学年	2学年
主任教員	吉田茂生
担当教員
授業の目的	物理数学，熱力学，力学に関連する演習問題を解かせ，基礎学力の涵養を図る．
キーワード
授業概要	各科目から，以下の内容について演習問題を課す．物理数学： (1) 基本操作　①Taylor展開②複素平面③線形代数 (2) 常微分方程式 ①変数分離型②同次型③１階線型④２階線型 (3) 偏微分と完全型微分方程式　①偏微分②完全微分の積分③完全型微分方程式 (4) 極座標　①２次元極座標②３次元極座標 (5) 偏微分方程式　①Fourier級数②変数分離法③Fourier級数の方法 (6) 複素関数　①微分と積分②留数定理を用いた定積分力学： (1) 運動方程式を直接解く　①重力下での運動②微小振動 (2) エネルギー保存則　①１次元運動②２次元空間内の１次元束縛運動 (3) 運動量と角運動量　①運動量保存則②角運動量保存則熱力学： (1) 偏微分を使った計算　①状態方程式の偏微分②熱力学関数の偏微分③準静的断熱変化 (2) 熱力学第１法則、第２法則　①サイクル機関②不可逆過程 (3) 相平衡　①化学ポテンシャル②Clapeyron-Clausiusの式③気体分子運動論
授業計画	以下の順序で演習問題を解いてゆく　（１回が２コマに対応する）１　物理数学(1) 基本操作　（２回分）　①Taylor展開②複素平面③線形代数２　物理数学(2) 常微分方程式　（１．５回分）　①変数分離型②同次型③１階線型④２階線型３　力学(1) 運動方程式を直接解く　（１回分）　①重力下での運動②微小振動 [(a) 中間試験１回目（０．５回分）１～３の試験] ４　物理数学(3) 偏微分と完全型微分方程式　（１回分）　①偏微分②完全微分の積分③完全型微分方程式５　熱力学(1) 偏微分を使った計算　（１回分）　①状態方程式の偏微分②熱力学関数の偏微分③準静的断熱変化６　力学(2) エネルギー保存則　（１回分）　①１次元運動②２次元空間内の１次元束縛運動 [(b) 中間試験２回目（０．５回分）　４～６の試験] ７　熱力学(2) 熱力学第１法則、第２法則　(１回分）　①サイクル機関②不可逆過程８　熱力学(3) 相平衡　（１回分）　①化学ポテンシャル②Clapeyron-Clausiusの式③気体分子運動論９　物理数学(4) 極座標　（１回分）　①２次元極座標②３次元極座標 [(c) 中間試験３回目（０．５回分）　７～９の試験] １０　力学(3) 運動量と角運動量　（１回分）　①運動量保存則②角運動量保存則１１　物理数学(5) 偏微分方程式　（１回分）　①Fourier級数②変数分離法③Fourier級数の方法１２　物理数学(6) 複素関数　（１回分）　①微分と積分②留数定理を用いた定積分 [(d) 期末試験（１回分）　１０～１２の試験]
授業の進め方	重要事項の復習の講義と受講者による問題演習から構成される．問題演習においては，受講者が問題の解答を板書し説明する．教員は受講者の解答や説明に誤りがあれば修正し，不足があれば補足する．
学修目標	受講者全員が物理数学，力学，熱力学の標準的・基礎的な問題については難なく解けるようになることを目標とする．
履修条件	地球惑星数学I・II，地球惑星力学，熱・統計力学を履修していることが望ましい．
評価方法・基準	主に中間試験（３回）と期末試験によって評価し，これに出席状況と演習問題の解答の状況を加味する．
履修者への要望	講義が受動的な授業形態であるのに対し，演習は受講者の能動的な授業参加が求められる．受講者は，各自が与えられた問題を解き説明することによって，授業が成立することをしっかり心得ていてほしい．
教科書	問題集を配布する．
参考書	物理のための数学，和達三樹著，岩波書店考える力学，兵頭俊夫著，学術図書出版社熱力学，三宅哲著，裳華房常微分方程式, E.クライツィグ著, 培風館（中央図書館指定図書架にある）線形代数とベクトル解析, E.クライツィグ著, 培風館（中央図書館指定図書架にある）フーリエ解析と偏微分方程式, E.クライツィグ著, 培風館（中央図書館指定図書架にある）複素関数論, E.クライツィグ著, 培風館（中央図書館指定図書架にある）
オフィスアワー	随時
備考