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科目名 |
光応用計測 |
英語科目名 |
Applied Lasermetrics |
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開講年度・学期 |
平成１９年度・後期 |
対象学科・専攻・学年 |
電気情報工学科５年 |
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授業形態 |
講義 |
必修or選択 |
選択 |
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単位数 |
２単位 |
単位種類 |
学修単位（１５h＋３０h） |
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担当教員 |
土田英一 |
居室（もしくは所属） |
電気物質棟２階 |
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電話 |
0285-20-2227 |
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tsuchida@oyama-ct.ac.jp |
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授業の達成目標 |
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１． 力学量の基本となる物理量の種類とその計測法を概説できること。 ２． 流体を表す流量と流速の計測法を概説できること。 ３． 力学量熱（温度）の計測法を概説できること。 ４． レーザの発振原理を説明でき、発振器の構成条件を概説できること。 ５． レーザを応用した計測法を２、３例示できること。
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各達成目標に対する達成度の具体的な評価方法 |
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１． 課題に対する提出リポートの内容で評価する。 ２．～４．後期中間試験の成績および課題に対する提出リポートの内容で評価する。 ５． 後期定期試験の成績および課題に対する提出リポートの内容で評価する。
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評価方法 |
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下記２項目の加重平均によって評価する。 １．中間・期末試験（６０％） ２．課題の解答内容（４０％） |
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授業内容 |
授業内容に対する自宅学習項目 |
自宅学習時間 （時間） |
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１．工業用基本電気計測：計測に要求される機能・性能 |
授業前に３，４年次の電気計測、電子計測を復習し、要点を整理する。 |
４ |
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２．力学量（力・質量・長さ）の計測 |
配布資料をもとに、授業前にブリッジ法、キャパシタンス法、インダクタンス法の原理について理解しておく。 |
４
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３．流体（流量・流速）の計測 |
配布資料をもとに、授業前に流量、層流・乱流、レイノルズ数について調査しておく。 |
４
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４．熱（温度）の計測 |
配布資料をもとに、授業前に温度の単位、熱電材料について理解しておく。 |
４ |
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５．レーザの基礎（１）：電磁波としての レーザ |
授業前にマクスウェルの電磁方程式を理解し、電気波と磁気波が互いに直交しながら伝搬することを導出しておく。 |
４
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６． レーザの基礎（２）：粒子としての レーザ |
授業前にボルツマン分布則について理解しておく。 |
４
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７． レーザの発振条件と発振器構成要領
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配布資料をもとに、授業前にレーザ特有のコヒーレンシィの概念を理解し、ミラー間を電磁波・粒子が一往復するときの振幅、位相に関する発振条件を導出しておく。 |
４
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（後期中間試験） |
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８． 代表的な光学素子とその役割 |
授業前に光の反射、屈折、回折、偏光について調査しておく。 |
４ |
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９． 時間フーリエ変換（１） |
授業前に、時間と周波数が対応する時間フーリエ変換について数学的に予習しておく。 |
４
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10． 時間フーリエ変換（２） |
授業前に、時間フーリエ変換の性質について整理しておく。とくに、シフティングの定理、コンボリューションの意義について理解しておく。 |
４
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11． 空間フーリエ変換：光回折の原理 |
授業前に、配付資料を熟読し、フレネル・キルヒホッフの回折理論を理解しておく。また、フレネル回折とフラウンホーファ回折の違いについて整理しておく。 |
４
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12． 光回折応用計測、 |
授業前に、原理を基に応用計測法について考え、文献調査もする。 |
４ |
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13． 光干渉の原理：ヤングの実験、マイケルソン干渉法、マッハ・ツェンダー干渉法 |
授業前に、マクスウェルの電磁方程式に基づく電磁波伝搬について整理し、光波と光波の干渉の概念について理解しておく |
４
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14． 光干渉応用計測 |
授業前に、原理を基に応用計測法について考え、文献調査もする。 |
４ |
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15．ホログラフィー計測 |
授業前に文献調査し、原理を理解する。 |
４ |
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（後期期末試験）
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自宅学習時間合計 |
６０ |
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キーワード |
電気計測、光学計測、レーザ、光回折、光干渉、ホログラフィー |
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教科書 |
大澤敏彦・小保方富夫「レーザ計測」裳華房(1994) |
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参考書 |
松本弘一「光測定器ガイド 改訂版」オプトロニクス社(2004) 内藤ほか「電気応用計測 改訂版」電気学会(1974) |
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小山高専の教育方針①～⑥との対応 |
④専門分野に関する高度な知識と豊かな感性の 育成 |
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技術者教育プログラムの学習・教育目標 |
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(A-1) 科学や工学の基本原理や法則を身につける。 (C-1) 資源やエネルギー、環境を考慮した技術を指向できる。 |
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JABEE基準１の（１）との関係 |
(d(2-a)), (g) |
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カリキュラム中の位置づけ |
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前年度までの関連科目 |
電気計測 |
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現学年の関連科目 |
電気磁気学Ⅱ、通信工学Ⅱ、物性工学実験 |
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次年度以降の関連科目 |
光制御工学、光デバイス工学 |
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連絡事項 |
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１．授業方法は講義を中心としますが、課題も適宜、付与します。電気応用計測と光応用計測の適用分野・精度に注目してください。 ２．試験は時間を９０分とし、教科書、配布資料、ノート、電卓の持ち込みは可とします。 ３．レーザを応用した計測は、その高いコヒーレンスと高強度を都合よく利用したり、特殊な非線形の特性を利用したものが主流ですが、それぞれの計測法においてレーザのどの特徴がどのように活用されているかを学んでほしい。
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シラバス作成年月日：平成19年3月23日 |
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