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講義概要/Course Information
2020/04/28 現在

科目基礎情報/General Information
授業科目名
/Course title (Japanese)
固体物理工学第一
英文授業科目名
/Course title (English)
Solid State Physics Ⅰ
科目番号
/Code
PHY505n
開講年度
/Academic year
2020年度 開講年次
/Year offered
3
開講学期
/Semester(s) offered
前学期 開講コース・課程
/Faculty offering the course
情報理工学域
授業の方法
/Teaching method
講義 単位数
/Credits
2
科目区分
/Category
専門科目
開講学科・専攻
/Cluster/Department
Ⅲ類
担当教員名
/Lecturer(s)
小久保 伸人
居室
/Office
東6-601
公開E-Mail
/e-mail
kokubo@uec.ac.jp
授業関連Webページ
/Course website
なし
更新日
/Last updated
2020/03/10 15:52:50 更新状況
/Update status
公開中
/now open to public
講義情報/Course Description
主題および
達成目標
/Topic and goals
(a) 主題:固体物理は物質が示す様々な性質(物性)を原子、電子のレベルから理解することを目的とする。固体物理工学第一においては、結晶の格子構造、逆格子とブリルアン・ゾーンといった固体物理全体の基礎となる概念について学んだのちに、格子振動(フォノン)の分散関係、および格子振動に起因する熱的な性質について学ぶ。

(b) 達成目標:
(1) 空間格子、基本単位格子等を理解する。

(2) 逆格子とブリルアン・ゾーンについて理解する。

(3) 格子振動の分散関係の導出を理解し、音響的分岐、光学的分岐について理解する。

(4) 格子振動に起因する比熱について理解する。
前もって履修
しておくべき科目
/Prerequisites
工業基礎数学
前もって履修しておくこ
とが望ましい科目
/Recommended prerequisites and preparation
波動と光
教科書等
/Course textbooks and materials
教科書:「第8版キッテル固体物理学入門」(宇野他 訳、丸善)



授業内容と
その進め方
/Course outline and weekly schedule
授業内容は、
第1回目 格子並進ベクトル、単位構造と結晶構造
第2回目 空間格子の基本形
第3回目 結晶面の指数と簡単な結晶構造
第4回目 波の回折条件,Braggの条件とラウエ回折
第5回目 逆格子ベクトルと結晶の回折条件
第6回目 逆格子とブルルアンゾーン
第7回目 散乱波の振幅と構造因子,周期境界条件,消滅則
第8回目 中間試験とその解説
第9回目 格子振動Ⅰ 1原子結晶の分散関係
第10回目 格子振動Ⅱ 2原子結晶の分散関係
第11回目 フォノン、フォノンの運動量 
第12回目 状態密度
第13回目 デバイの比熱(熱的性質)
第14回目 熱膨張
第15回目 期末試験とその解説

授業は基本的に板書により行う。毎回プリントを配布し、補足的な説明や演習問題を与える。
実務経験を活かした
授業内容
(実務経験内容も含む)
/Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習
(予習・復習等)
/Preparation and review outside class
予習・復習の仕方

授業の進度予定表を参考にして、教科書を読んで予習を行う。
復習はノートを丁寧に読み直し、わかならいことは次回の授業時等に質問をすること。授業中に例題を解くが、それを自力で解き直してみること。また、プリントで与えられた自習用の演習問題も自力で解いてみること。


成績評価方法
および評価基準
(最低達成基準を含む)
/Evaluation and grading
(a) 評価方法:中間試験と期末試験の成績を中心として、さらに随時行う小テストの成績を加味する。 中間試験(40%)、期末試験(40%)、小テスト(20%)を総合して成績をつける。追試験等は病気等の真にやむを得ない事情がある場合以外は行わない。

(b) 評価基準:講義内容の60%の理解をもって合格とする。具体的な合格基準は、以
下のいずれも満たすことが必要である。

(1) 基本的な空間格子について基本単位格子、逆格子、ブリルアン・ゾーン等が理解できていること。

(2) 格子振動の分散関係について理解できていること。

(3) 格子振動に起因する比熱について理解できていること。
オフィスアワー:
授業相談
/Office hours
特に設けない。質問等は電子メールで受け付ける。
学生へのメッセージ
/Message for students
物性を理解する上で不可欠な事項を学ぶ。これまで学んできた物理学および数学の基礎的な知識の理解度を深めることにもつながる。授業を受動的に聴くだけではなく、演習問題を解くなど、積極的に取り組むこと。
その他
/Others
なし
キーワード
/Keyword(s)
結晶構造、逆格子、ブリルアンゾーン、フォノン