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| 徳島文理大学短期大学部 |
| 科目番号 | 30128 | 担当教員名 | 松田 和典 | 単位 | 2単位 |
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| 科目群 | 専門 | 必修・選択 | 選択 | 開講期 | 後期 | 対象年次 | 3年 |
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| 授業概要 |
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| 物質は原子が凝集したものであるが，その振舞を原子一つ一つの運動から解き明かすことは事実上不可能である．統計物理学では量子的，分子的な粒子を集団的に取り扱うことにより，物質の示す巨視的な性質を導くものである．本講義では現代物理学の１つである統計物理学の基本原理について学習する． |
| 到達目標 |
| 【知識(理解)】エントロピー，カノニカル集合，ミクロカノニカル集合，グランドカノニカル集合について理解する． 【態度(関心・意欲)】物理現象に対して熱力学と統計力学の考え方ができる. 【技能(表現)】物理現象におけるエントロピーと統計的な関係が説明できる． 【思考・判断】分配関数にもとづいて自由エネルギーや熱力学変数が導ける． |
| 授業計画 | 授業形態 | 授業時間外学習 | |
|---|---|---|---|
| 【1】 | 序論 | ・講義 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【2】 | 統計力学の考え方�� | ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【3】 | 統計力学の考え方�� | ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【4】 | 統計力学の考え方�� | ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【5】 | エントロピーと温度 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【6】 | 熱力学と統計力学 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【7】 | 熱浴と接している系 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【8】 | 分配関数（状態和） | ・講義 ・演習 | 【復習】分配関数およびエントロピーについて基本的なことを理解しておくこと（1時間半） |
| 【9】 | カノニカル分布のまとめと状態密度 | ・講義 ・小テスト | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【10】 | 熱力学第３法則と残余エントロピー | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【11】 | ゴムの弾性と金属の弾性 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【12】 | ミクロカノニカル集合 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【13】 | グランドカノニカル集合 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【14】 | フェルミ統計とボーズ統計 | ・講義 ・演習 | 【課題】演習問題を提出（1時間） |
| 【15】 | 半導体における統計 | ・講義 ・演習 | 【復習】ミクロカノニカル集合とグランドカノニカル集合について理解し，フェルミ統計とボーズ統計について説明できるようにしておくこと（1時間半） |
| 評価方法 |
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| 課題 １．すべて提出すること。 試験 1.中間試験、期末試験。 成績 1.試験（50％）、宿題（35％）、授業態度（15％）。 |
| 教科書 |
| 配布資料． |
| 参考図書 |
| 適宜示す． |
| 備考 |
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| １.履修にあたっては2年次の基礎物理化学，3年次の電子情報ナノ材料をとっていることが望ましい． ２.履修者の習熟度に応じてクラス分けをすることがある． ３.授業を１回でも欠席するとついて行けなくなるので注意． 【オフィスアワー】水・木5時限，18号館4F3435 |