授業科目名 : 波動工学

科目コード 31550
配当学年 3年
開講年度・開講期 平成30年度・後期
曜時限 月曜・4時限
講義室 総合研究8号館講義室4
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・三ケ田 均,工学研究科・助教・武川順一

授業の概要・目的

自然界に見られる振動や波動現象を正しく理解し、資源工学分野で必要となる応用力を身につける。資源工学分野で重要となる地下を伝播する弾性波動・電磁波動の挙動について知識を身につけ、さらに、ミクロ現象を理解するために必要となる量子力学の波動に関する初歩について触れる。授業は講義によるが、適宜演習問題を自習することにより理解を深める。

成績評価の方法・観点及び達成度

基本的には試験の点数で評価するが、授業への出席、レポート成績を考慮する場合もある。

到達目標

振動と波動現象を数式を用いて自由に操れるようにする。また振動と波動現象について充分説明できる能力を習得する。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
単振動とその重ね合わせ 1 資源分野において現れる振動現象・波動現象について例を中心に述べる。さらに単振動およびその重ね合わせについて述べる。
減衰振動・強制振動・連成振動 3 1自由度の減衰振動に関して減衰常数を定義し、振動波形を求める。さらに調和波外力に対する共振曲線・位相曲線を求め、周波数応答特性を明らかにした後,2つ以上の振動系がお互いに力を及ぼしあっている時の振動に関して述べる。
弦を伝播する横波 1 弦を例に取り1次元の波動方程式を導出し、波の性質に関して述べる。
解析力学 2 波動現象の数理を理解する上で必要となる解析力学について述べ、振動現象のラグランジェ方程式による解法を述べる。
弾性波動 2 弾性体を伝播する波動に関して、弾性体の運動方程式より波動方程式を導き、縦波と横波の存在に関して述べる。さらに表面波に関して、その分散現象に関して述べる。
電磁波動 2 マックスウエルの方程式より電磁現象が従う波動方程式を導出し、その解法に関して述べる。
回折現象 2 キルヒホッフの積分定理を用いて、波の回折現象について述べる。
波動伝播の計算機による解法 1 計算機を用いて波動現象のシミュレーションを行う際に必要な事項に関して述べる。
達成度の確認 講義内容の理解度に関して確認を行う。

教科書

なし

参考書等

有山正孝「振動・波動」裳華房
Walter Fox Smith, Waves and Oscillations, Oxford University Press

履修要件

ベクトル解析・一般力学・電磁気学

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)

当該年度の授業回数等に応じて一部省略・追加があり得る。定期試験実施後速やかに模範解答をKULASIS経由で配布し,授業のフィードバックとする。