シラバス情報
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教員名 ： 内記 昭彦
教員名 ： 小麥 真也
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開講年度
2025年度
開講学期
前期
科目名
宇宙･地球科学
授業種別
講義
科目名（英語）
Astrophysics and Geophysics
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A2100001 宇宙･地球科学 [S4][対面]
担当教員
内記 昭彦、小麥 真也
単位数
2.0単位
曜日時限
月曜4限
キャンパス
新宿
教室
A-0615教室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 90 ％ 3 汎用的問題解決力の修得 10 ％ 4 道徳的態度と社会性の修得 0 具体的な到達目標
・重力による２天体の運動を記述できる。・天体の諸性質について理解できる。・地震や火山及び火成岩の諸データに基づいた解析ができる。・地磁気やGPSの測定データに基づいてプレートテクトニクス理論が確立したことを理解できる。・放射性同位体等のデータによる、年代測定や環境変動の予測について理解できる。・古生物の進化と成長についてデータに基づいた検証方法について理解できる。
受講にあたっての前提条件
１，２年次の数学、物理学および地学の知識を前提とする。
授業の方法とねらい
地球から惑星系にいたるまで、物理学のツールを用いて俯瞰する。前半では、広く天体現象を理解するために必要な基礎として惑星系の力学をとりあげる。高校で習う万有引力の法則は２天体の場合は厳密に解くことができるが、３体になると途端に解くことが不可能になる。なぜ天体は楕円運動を行うのか？太陽が死なないとしたら太陽系は永遠に安定か？一般的な質量分布がある場合の周りの重力場はどうなっているか？などの問いについて考える。後半では、「地球科学分野」として、１年次「地学」での学習をふまえ、惑星地球で起きている地震活動・火山活動・気象現象・大気と海洋の大循環などの事象や、地球史及び現在注目されている気候変動などについて、内容をより深化させ、様々な資料・データの検討・分析を通して、解析結果に基づいてそのしくみについて理解を深めることをねらいとする。
AL・ICT活用
実習・フィールドワーク／e-ラーニング等ICTを活用した自主学習支援
第1回
授業形態
対面
事前学習
物理学1, 2および線形代数を復習しておく。
1.5時間
授業内容
【２体問題】
２つの天体に万有引力のみが働く場合の軌道について、運動方程式から出発して２次曲線で表される軌道を導出する。また、２体系のエネルギーと軌道の関係について議論する。 事後学習・事前学習
講義で扱った内容を復習する。
2時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
【ケプラーの法則】
ケプラーの法則は運動方程式から自然に導かれるいくつかの保存則に帰着することを示す。また、３体以上の重力相互作用の場合について概観する。 事後学習・事前学習
講義で扱った内容を復習する。
2時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
【ポアソン方程式】
連続的な質量分布がある場合の任意の点での重力場を導出する。 事後学習・事前学習
講義で扱った内容を復習する。
2時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
【ビリアル定理と束縛系】
自己重力系に対して成立するビリアル定理について説明する。 事後学習・事前学習
講義で扱った内容を復習する。
2時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
【天体現象への応用】
ここまでに学んだ力学などを実際の天体現象に当てはめたときに得られる情報について議論する。 事後学習・事前学習
講義で扱った内容を復習する。
2時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
【天体現象への応用】
ここまでに学んだ力学などを実際の天体現象に当てはめたときに得られる情報について議論する。 事後学習・事前学習
講義で扱った内容を復習する。
2時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
前半部分の理解を測定する。
事後学習・事前学習
前半部分について復習する。後半に向けて1年次の「地学」の該当部分を復習しておく。
5時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
【地球の概観，プレートテクトニクス】
地球の形と大きさ、重力・地磁気など地球を特徴づける諸事象について概観し、GPSデータを用いて地球の大きさを実際に計測する。さらに、現在の地球現象の基本的な説明原理となっているプレートテクトニクスについて解説し、数値データに基づいてプレート移動を検証する。 地理院地図などのWebページを利用してGISの実際についての説明と実習を行う。 事後学習・事前学習
・防災科研のWebページ「第1部地震の基礎知識−4.1プレートテクトニクス」で復習する。
https://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/part1.html ・防災科研のWebページ「地震災害」を参照しておく。 https://www.bosai.go.jp/activity_general/foundation/earthquake.html ・国土交通省国土地理院のWebページ「電子国土基本図」などを参照しておく。 https://www.gsi.go.jp/kibanjoho/kibanjoho40025.html 1.5時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
【地震】
プレートの会合域である日本列島で起こる地震の特徴を、近年の事例を示しながら解説し、それに付随して起こる津波や地盤災害についても概説し、地震ハザードマップについての理解も深める。また、走時曲線などの地震波のデータを用いて数値データに基づいた地震の分析を行う。 事後学習・事前学習
・防災科研のWebページ「第1部地震の基礎知識」で復習する。
https://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/part1.html ・産総研 地質調査総合センターのpdf資料を事前に参照しておく。 https://www.gsi.go.jp/atlas/archive/j-atlas-d_j_08.pdf ・防災科研のWebページ「火山災害」を事前に参照しておく。 https://www.bosai.go.jp/activity_general/foundation/volcano.html 1.5時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
【日本列島の成り立ち・火山】
プレートテクトニクスに基づいた，日本列島形成の地質構造・変遷について説明する。 地質構造と関連して、世界有数の火山国である日本列島におけるマグマ発生のメカニズム、マグマの種類と火山噴火様式の特徴、特に多大な被害をもたらす巨大噴火も含めて解説する。 事後学習・事前学習
山口大学理学部のWebページ「地球科学標本室・ゴンドワナ資料室」を事前に参照しておく。
http://gondwana.sci.yamaguchi-u.ac.jp/?page_id=4845 ・産総研 地質調査総合センターのWebページ「日本列島の地質と構造」その他で復習する。 https://www.gsj.jp/geology/geology-japan/geology-japan/index.html https://www.gsi.go.jp/atlas/archive/j-atlas-d_j_02.pdf https://www.gsi.go.jp/atlas/archive/j-atlas-d_j_03.pdf https://www.gsi.go.jp/atlas/archive/j-atlas-d_j_04.pdf https://www.gsi.go.jp/atlas/archive/j-atlas-d_j_08.pdf ・首相官邸のWebページ「火山噴火では、どのような災害がおきるのか」で復習する。 https://www.kantei.go.jp/jp/headline/bousai/funka.html 1.5時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
【大気と海洋の循環】
地球の大気循環による気象現象の中でも、近年強大化している台風や集中豪雨を中心に大気圏についての理解を深め、水害ハザードマップについて解説する。また、季節と地域ごとの日本の機構、高層天気図や気象衛星画像の利用方法について解説する。地球規模の海洋深層大循環や海流などの表層流のメカニズム、海水中の塩類と海洋の変遷についても解説する。 事後学習・事前学習
・首相官邸のWebページ「大雨・台風では、どのような災害がおきるのか」で復習する。
https://www.kantei.go.jp/jp/headline/bousai/taifu_ooame.html ・防災科研のWebページ「気象災害」を事前に参照しておく。 https://www.bosai.go.jp/activity_general/foundation/weather.html ・国立科学博物館のWebページ「おうちで体験!かはくVR 地球館」を事前に参照しておく。 https://my.matterport.com/show/?m=pgq2SJwKQPz ・気象庁のWebページ「日本の気候」を事前に参照しておく。 https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/kisetsu_riyou/tenkou/Average_Climate_Japan.html 1.5時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
【地球史】
地球科学の最新の知見が明らかにしている地球と生命の変遷についての相互関係、大量絶滅と生物の進化について解説する。古生物の形態と成長について測定を行い、Excelを活用して分析を行う。 事後学習・事前学習
・国立科学博物館のWebページ「おうちで体験!かはくVR 日本館」で復習する。
https://my.matterport.com/show/?m=ZNnsAbjk471 ・海洋開発研究機構のWebページ「海と地球を学んじゃうコラム」を事前に参照しておく。 https://www.jamstec.go.jp/sp2/column/index.html 1.5時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
【地球史における気候変動】
放射性同位体や海水準変動のデータと、それに基づいた環境の復元について解説し、地球科学の最新の知見が明らかにしている気候変動、及び現在直面している喫緊の問題として地球温暖化の実態や原因について理解する。 事後学習・事前学習
・環境省のWebページ「気候変動の科学的知見」で復習する。
https://www.env.go.jp/earth/ondanka/knowledge.html ・第8回から第13回の内容を総復習しておく。 5時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
後半の理解を測定する。
事後学習・事前学習
これまでの内容を復習する。
1.5時間
第15回
授業形態
遠隔（オンデマンド）
授業内容
「第１回の講義の前に」遠隔オンデマンド形式にて授業の目的や受講の方法について資料に基づいて説明する。かならずこの資料に目を通してから第１回目（対面講義）を受講すること。
事後学習
資料の復習および第１回講義の予習を行う。
0.5時間
成績評価の方法
前半で随時示される課題および学習成果の確認を合わせて50%、後半で随時示される課題および学習成果の確認を合わせて50%として評価を行う。Grade D以上を合格とする。
受講生へのフィードバック方法
KU-LMSまたはgoogle workspaceのチャットなどの各機能、および講義前後に口頭で行う。
教科書
指定教科書なし。プリントの配布またはKU-LMSでの資料提示を行う。
参考書
前半：
授業内で示す。 後半： 数研出版編集部「もういちど読む数研の高校地学」数研出版（※一部学生は1年次「地学」で使用） 数研出版編集部「視覚でとらえるフォトサイエンス地学図録」数研出版 川上紳一「宇宙137億年のなかの地球史」PHPサイエンス・ワールド新書 オフィスアワー
前半：月曜の授業前後に新宿27階2762にて。電子メール（skomugi@cc.kogakuin.ac.jp）でも随時受け付ける。
後半：月曜3限の講義終了後（15:30-16:00）に教場か、高層棟11階A-1114室（講師控室）で受け付ける。電子メール（su41614@ns.kogakuin.ac.jp）でも随時受け付ける。 受講生へのメッセージ
１、２年次で習得した基礎的な数学、物理学、地学の知識を横断的に使用していくので、適宜見直しをすることを勧める。
後半では、Excelを利用したデータ分析や、GPSデータの取得と応用等の各種実習を行う。 実務家担当科目
実務家担当科目
実務経験の内容
後半では高等学校主幹教諭の経験がある教員が、学習指導経験を活かし、地球科学分野について講義する。
教職課程認定該当学科
応用物理学科
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅲ3c
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
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