2004年度　冬学期　総合科目　振動・波動論

http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~ykatoh/wavemechanics2004.htm

クラス：　1年理科I類　01−03，12，20，1年理科II,III類　01−03，09−10，12，17　

担当教官：　加藤雄介（居室：駒場第1キャンパス16号館3階301B号室）

TA*：　浅沼伸雄（東京大学大学院総合文化研究科修士課程、居室１６号館２階２０３A号室）

＊TA=Teaching Assistant レポートの採点を担当し、講義内容に関する質問を受けつける大学院生。

講義日時・場所：　5号館576教室、月曜日1限（9：00から10：30まで）

第1回 10/04	第08回 12/06
第2回 10/18	第09回 12/13
第3回 10/25	第10回 12/20
第4回 11/01	第11回 01/11(火曜日です！)
第5回 11/08	第12回 01/17
第6回 11/15	第13回 01/24
第7回 11/29	注：1１/22は駒場祭のため休止

レポート課題関する注意：

• 作成に際して参考にした文献、議論した相手の氏名を明記すること。友人同士の議論は大いに奨励する。議論相手を明記しない同一内容のレポート答案が見つかった場合には不正行為とみなすことがある。
• 〆切を過ぎたレポートは原則として採点しない。
• レポート問題に対する解答がわからない場合でも「何が」「どのように」わからないのかを自分なりに分析した結果をまとめての述べること。ただ「わかりません」と書いてある答案は無効とする。
• レポート答案に、講義に対する要望、苦情、感想を書いて頂くことがあります。そこで書かれていた皆さんのコメントは匿名の形で、このWEBページその他で公開することがありますのでご了承ください．

レポート課題1回目（〆切り10月15日　金曜日）　解答例　講評　学生からの要望、意見

レポート課題2回目（〆切り11月04日　木曜日）　解答例　講評　学生からの要望、意見

レポート課題3回目（〆切り11月30日　火曜日）　解答例　講評　学生からの要望、意見

レポート課題4回目（〆切り01月11日　火曜日）　解答例　講評　学生からの要望、意見

レポート課題5回目（〆切り01月31日　月曜日）　解答例　講評　学生からの要望、意見

自習用演習問題(PDFファイル28．6KB)

授業評価アンケート：

最終回に授業評価アンケートを実施する予定。

講義内容：

序章　さまざまな振動と波動

１章　ひとつの自由度の振動

• 安定な平衡点と振動
• 微小振動と単振動
• 減衰振動
• 強制振動と共鳴現象　　　　

２章　連成振動

• 2つの質点系の振動
• うなり
• 規準振動
• 3つの質点系の振動
• N個の質点系の振動

３章　連続体の振動

• 弦の振動と1次元波動方程式
• ダランベールの解法
• 固定端や自由端における反射
• 定在波と規準振動

４章　フーリエ級数とフーリエ積分

• フーリエ級数
• フーリエ変換
• 関数をベクトルとみなす考え方
• ギプス振動
• 量子力学における不確定性原理
• 音色とフーリエスペクトル

５章　3次元の波動

• 音波に対する3次元波動方程式
• 管の中での音波
• 自由な空間における平面波解
• 自由な空間における球面波解
• 音波の干渉
• 光の干渉
• 光の回折　

既習事項とする知識

• 夏学期の力学、とくに単振動の微分方程式、ポテンシャルの概念
• テイラー展開（1変数関数の場合）
• 高等学校で習う物理IB、物理IIの範囲

参考書：　講義は毎時間配布するプリントに基づいて行う。教科書は特に指定しない。以下のものを参考書として挙げておく。

• 振動と波動　（藤原　邦男著、サイエンス社、1700円＋税、179ページ）
• 振動と波　（長岡洋介著、裳華房、2900＋税、260ページ）
• 波動（岩本文明著、東大出版会）
• Feynman Lectures on physics vol. I　（Feynman, Leighton and Sands 著、　Addison　Wessley)

学習について：

この講義の単位を取得するためには、週４時間、自宅学習をする必要があります（履修の手引き３ページ参照）．レポート作成の時間を含めるとこのくらいはかかると思います．この講義では出席はとりませんが、私の講義は内容は易しめなので、出席して理解してしまうのが一番有効な学習法だと思います．また各自、学期中に一度くらいは質問するように心がけてください．

成績評価：　期末試験とレポート課題（３､４回程度）における得点で評価。なおレポートについての注意参照。