シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
熱・統計物理学応用 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Statistical Physics : Advanced course | ||
| 科目番号 /Code |
PHY603m PHY603n PHY605k | ||
| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
3 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
後学期 | 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) |
森下 亨 | ||
| 居室 /Office |
東6-528 | ||
| 公開E-Mail |
N/A | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
なし | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/03/13 18:55:42 | 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 |
非常に沢山の粒子からなる系の運動は、個々の粒子に「量子力学」や「電磁気学」を適用して得られるはずであり、また全体の性質は熱力学によって記述されている。物理学の基本法則である量子力学と電磁気学を多数の系や自由度からなる現実の系に適用し、熱力学的法則を導くことを可能にするのが統計熱力学である。現代の高度科学技術のすべての分野で統計力学的知識、熱力学的知識は必要となる。基礎科目として学んだ熱物理学は古典力学に基づいているが、量子力学的に考察するとエントロピー等の概念等がずっとわかりやすくなる事を理解すること。 熱・統計物理学応用では、熱・統計物理学基礎では扱わなかった応用的な項目の講義と演習により、応用温度・エントロピーの定義、ボルツマン因子の意味、フェルミ粒子とボーズ粒子の区別を理解し、基本的な問題について理解し、それらを応用出来るようになることを目標とする。 |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
微分積分学、線形代数、解析力学、波動と光、電磁気学、化学熱力学 |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
数学演習、応用数理解析、電磁気学演習、関数論、熱・統計物理学基礎、量子力学 |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
教科書：長岡洋介著 「統計力学」 岩波物理学シリーズ７ (岩波書店) 参考書：キッテル著 「熱物理学」 (丸善) 久保亮五騙 「大学演習 熱学・統計力学」 (裳華房) |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
同じ学期に開講する熱・統計物理学基礎の講義と並行して行う。 次の順で行う。 １ガイダンス、確率分布 ２ミクロカノニカル分布（２準位系） ３ミクロカノニカル分布（調和振動子） ４ミクロカノニカル分布（理想気体） ５カノニカル分布（2 準位系） ６カノニカル分布（調和振動子、理想気体） ７古典との対応（調和振動子、2 原子分子） ８電磁波、プランクの公式 ９固体比熱、デバイの公式 １０中間試験 １１グランドカノニカル分布、大分配関数と化学ポテンシャル １２ボーズ粒子、フェルミ粒子 １３フェルミ分布関数 １４ボーズ分布関数 １５Q and A 期末試験 |
| 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 |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
熱・統計物理学基礎とペアで授業を進めます。毎回小テストがありますので、よく復習してください。 |
| 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 |
成績評価方法および評価基準（最低達成基準を含む） 評価方法：講義の中で行う小テストと中間試験と期末試験により評価する。 評価基準：次の５点が合格となる基準である。 １) 等確率の原理とエントロピーの定義の理解 ２）ボルツマン因子の物理的な意味を理解し説明できること ３）簡単な系（理想気体，２準位系，調和振動子）について分配関数を求め、 エネルギー等の物理量を求めることができること ４）開いた系と化学ポテンシャルを理解している ５）フェルミ粒子とボーズ粒子の相違を説明できること |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
適宜対応します。 |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
演習問題を自分の手で解くことで、理解が進みます。実践的な問題解決能力が身に付きます。 |
| その他 /Others |
特になし |
| キーワード /Keyword(s) |
ボルツマン因子, カノニカル分布, 自由エネルギー, エントロピー, フェルミ粒子, ボーズ粒子 |