専門科目 自然の理解専攻


現代物理('08)


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平成23年1月
択一式か記述式か :    択一式

設問数 :    10

出題元 :    どちらともいえない

持ち込み可能か :    持ち込み不可



コメント :その1
問1.正しいものを選べ。(エネルギー保存則、電荷)
問2.正しいものを選べ。(エントロピー、波)
問3.相対性理論に関して正しいものを選べ。
問4.古典物理学では理解できない事柄を選べ。
問5.適切でないものを選べ。(量子)
問6.適切でないものを選べ。(素粒子)
問7.正しいものを選べ。(ニュートン力学、古典的熱力学、相対性理論、クーロン力、ビッグバン宇宙論)
問8.結晶について間違っているものを選べ。
問9.半導体について間違っているものを選べ。
問10.相転移について間違っているものを選べ。


放送授業や印刷教材では数式が頻繁に出てきたのでどうなることかと思いましたが、試験には数式が一切出題されず、拍子抜けするほど簡単な問題ばかりでした。暗記問題ではないので一夜漬けではどうしようもありませんが、印刷教材を読み込んでおけば(数式部分は飛ばして読んでも大丈夫)、深く理解できなくても合格点は取れるでしょう。授業はさっぱり理解できなかった私ですが、試験はスラスラと回答することができ、@をもらうことができました。




コメント:その2

問1 正解を一つ選択する。

     1. 力学的エネルギーは、常に保存する。
       
     2. 並進対称性のない系でも、全運動量は保存する。
       
     3. 外力のモーメントがないときコマが回り続けるのは、角運動量の保存則
        による。
       
     4. 電荷の周りには電場が出きるが、磁荷は存在しないので、磁場も存在し
        ない。
       
     5. 電束電流がなくとも、電荷の保存則は成り立つ。
       

問2 正解を一つ選択する。

     1. 仕事と熱はエネルギーであり、仕事は全部熱に変えられるから、熱も全
        て仕事に変えられる。
       
     2. 孤立系は、放置すれば自然にエントロピーが増える方向に変化するの
        で、変化は全て可逆である。
       
     3. 熱浴と接っする系の微視状態の実現確率は、微視状態のエネルギーの増
        加とともに指数関数的に減少する。
       
     4. 定在波は、時間によらず位相が位置で決まる波なので、位相が時間と位
        置で変わる進行波で表すことは出来ない。
       
     5. 波は、時間的に振動するほかに、空間的にも振動するので、バネの振動
        のときに成立する重ね合わせの原理は、波では成立しない。
       

問3 相対性理論に関し、正解を一つ選択する。

     1. 互いに等直線運動する座標系で運動は変わらない。という相対論を提唱
        したのは、アインシュタイン。
       
     2. 等速直線運動する棒の長さがローレンツ短縮して見えるとき、棒に対し
        て逆方向に同じ速さで等速直線運動する座標系でみると、棒は同じ長さ
        ローレンツ短縮している。
       
     3. 真空には媒質がないから、運動している物体から出た光は、ドップラー
        効果を起こさない。
       
     4. 電場と磁場は、ローレンツ変換で不変である。
       
     5. ニュートンの運動方程式は、ローレンツ不変である。
       

問4 古典物理学で理解出来ない事項を一つ選択する。

     1. 両端を固定した弦の固有振動数が、とびとびになる。
       
     2. 理想気体の各自由度ごとに、絶対温度に比例する平均エネルギーが分配
        される。
       
     3. 花火が、火薬に混ぜる金属ごとに固有の色を示す。
       
     4. ロケットが、真空中でも飛ぶことができる。
       
     5. 孤立系のエントロピーが減少しない。
       

問5 間違いを一つ選択する。

     1. 低温になると、音波も量子効果を示す。
       
     2. 超流動や超伝導は、量子状態が巨視系で発現する例である。
       
     3. 遠方の星からの微弱な光を見ることができるのは、視覚に量子的機構が
        働く為である。
       
     4. 電子は、波としての性質はない。
       
     5. 量子世界でエネルギーや運動量保存則が成り立つ。
       

問6 間違いを一つ選択する。

     1. 磁気相転移で見られる対称性の自発的破れは、巨視的世界の現象であ
        り、素粒子のようなミクロな世界には見られない。
       
     2. ハイゼンベルグ表示では、演算子は時間変化するが、状態は変化しな
        い。
       
     3. シュレーディンガー表示では、状態は時間変化するが、演算子は変化し
        ない。
       
     4. 電子は、同じ状態に1個しか入れない。
       
     5. 光子は、同じ状態に何個でも入れる。
       

問7 正解を一つ選択する。

     1. 相対性理論により、ニュートン力学は否定された。
       
     2. 量子力学と統計力学により、古典的熱力学は否定された。
       
     3. クーロン力は、距離の2乗に反比例するので、万有引力と同様、遠距離
        力であり、宇宙の構造を決める上で重要である。
       
     4. 一般相対性理論の効果は、GPSの補正に取り入れられる。
       
     5. ビッグバン宇宙論には、実験的根拠がない。
       

問8 結晶で、間違いを一つ選択する。

     1. 六角形の雪の結晶も、冷蔵庫の氷も同じ水の結晶。
       
     2. 格子ベクトルα=(α、0)とb=(α/2、√3α/2)を持つ2次元結晶
        は、正三角形を並べた三角格子結晶である。
       
     3. 1つの結晶運動量で指定される電子状態は、結晶全体に広がった波動関
        数を持つので、全ての原子上で同じ存在確率を持つ。
       
     4. 1本のエネルギーバンドに収容出来る電子数は、結晶全体の原子数に等
        しい。
       
     5. 結晶が金属としての性質を持つためには、部分的に占有されたエネル
        ギーバンドが存在する必要がある。
       

問9 半導体で、間違いを一つ選択する。

     1. 真性半導体と絶縁体は、電子がエネルギーバンドを占有する仕方が違う
        ので、明確に区別することができる。
       
     2. 半導体では、正の電荷を持った正孔が電気伝導で主要な役割を果たす。
       
     3. 半導体を利用する場合、ドーピング操作を行う。
       
     4. pn接合を作ると、p型半導体とn型半導体の両者の電気化学ポテンシャル
        が等しくなるように、接合部に電場が生じる。
       
     5. Pn接合は太陽電池に用いることができる。
       

問10 相転移につき、間違いを一つ選択する。

     1. 物質がとりうる相は、固相、液相、気相の3つだけであり、相転移と
        は、この3つの相の間だけで起こる現象。
       
     2. 液相と気相では、気相がエントロピーが大きい。
       
     3. 第1種の相転移では2つの相が共存することが出来る。
       
     4. 第2種の相転移では2つの相は共存できない。
       
     5. 第2種の相転移は自発的対称性の破れを伴う。
       

*まあ、専門科目ですから、難しいのは当たり前でしょう。


平成22年7月
択一式か記述式か :    択一式

設問数 :    10

出題元 :    テキスト中心

持ち込み可能か :    持ち込み不可



コメント :その1
設問10題@50分で解答

広範囲の問題

主体は量子の基礎とその発展におかれていた
当然印刷教材が手本となるが量子の知識が豊富な人には有利

勉強方法は印刷教材では専門用語が多く専門用語を一つずつ拾って理解した方が到達には早いように思えた



出題元 :    どちらともいえない



コメント :その2
全て5択で正しいものを1つ選ぶのが4問、誤っているものを1つえ選ぶのが6問でした。
問1 正しいものを選べ(印刷教材第1章の内容から)
問2 正しいものを選べ(印刷教材第2章の内容から)
問3 相対性理論から正しくないものを選べ
問4 量子の世界を切り開いたものとして適切なものを選べ
問5 正しいものを選べ(印刷教材第4〜6章の内容から)
問6 立方格子のエネルギーバンドについて間違っているものを選べ
問7 半導体について間違っているものを選べ
問8 物質の磁性について間違っているものを選べ
問9 液体ヘリウムの超流動現象について間違っているものを選べ
問10 正しいものを選べ(印刷教材第14〜15章の内容から)



印刷教材、通信指導、自習型問題に書かれていること(文言)が直接答えになる設問は少なく、印刷教材にはこう書かれている→だから、このように考えれらる→結果としてこの答えが導かれるというような応用力を試される問題が多かったように思われます。
このため、物理関係の基礎科目を履修していない方がいきなりこの科目をとると、けっこう厳しいのではないかと思います。

内容的には「熱と温度」と重複する部分(熱力学の部分、相転移等)があるので、同時に履修するとよいかも知れません。(私は「熱と温度」と同時に履修しました)


平成22年1月
択一式か記述式か :    択一式

設問数 :    10

出題元 :    テキスト中心

持ち込み可能か :    テキスト持込可



コメント :
かなり難しかったです・・・
物理初学者にはキツイ科目です

数式は出題されていなかったと思いますが、テキストを何度も読んで勉強することをお勧めします





平成21年1月
択一式か記述式か :    択一式

設問数 :    10

出題元 :    どちらともいえない

持ち込み可能か :    持ち込み不可




コメント :
21年1月
添削レポート、試験とも、テキストや放送では扱っていないものが多くて困りました。
まともな点数になりませんでした。
ここまで説明すれば、あとは自分で考えればわかるだろう、というようなやり方に感じました。
何か目的がなければおすすめはできない科目です。