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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部物理工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 4年次
選択・必修 選択
授業科目名 物性物理学
ぶっせいぶつりがく
Condensed Matter Physics
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 金曜日 7, 8時限
開講場所 2教室

担当教員 内海裕洋(工学部)

UTSUMI, Yasuhiro

学習の目的と方法

授業の概要 比熱、オームの法則、磁性といった、材料物質の巨視的な振る舞いを,多数の原子や電子の運動として,微視的な記述をするのが物性物理学である。物性物理学は量子力学や統計物理学を基礎とし、半導体デバイス材料や磁気記憶媒体などの研究の理論的基礎をあたえる学問である。
学習の目的 本講義では物質の巨視的性質を,量子力学から理解する量子統計力学の基本を学び、物性物理学の基礎を身につけ,研究開発の現場において主体的にとりくむための基礎学力をつけることを目的とする。
学習の到達目標 量子統計力学の考えかた、物性物理の考え方を、フェルミ統計とボーズ統計,固体のバンド理論等の導出を通じて丁寧に説明する。さらに適宜課題を通して、物性物理の考え方の基本を身につけることを目的とする。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴

教科書 教科書は特に指定しませんが、講義では「熱・統計力学」(戸田盛和,岩波書店)、「量子統計物理学」(藤田重次,掌華房)、「固体物理学入門 (上・下)」(キッテル;宇野良清 [ほか] 共訳,丸善)、「固体物理の基礎(上下1・2)」(アシュクロフト、マーミン;松原武生、町田一成 共訳、吉岡書店)を参考にします.
参考書
成績評価方法と基準 出席50%、レポート50%、計100%
オフィスアワー 特に指定しませんが電子メール(utsumiアットマークphen.mie-u.ac.jp)で、あらかじめアポイントメントをとってください.
受講要件
予め履修が望ましい科目 電磁気学・統計力学・量子力学・固体物理学
発展科目
授業改善への工夫 FD、受講生の様子、授業評価アンケート等を参考にして改善してゆきたい.
その他

授業計画

キーワード 量子力学、統計力学、固体物理、バンド理論
Key Word(s) Quantum mechanics, Statistical mechanics, Condensed matter physics, Band theory
学習内容 1回 量子論的な状態と位相空間
2回 統計力学
3回 状態和・分配関数
4回 固体の比熱
5回 熱放射の統計力学
6回 同種粒子からなる体系と大正準分布
7回 ボーズ統計とボーズアインシュタイン凝縮
8回 フェルミ統計と電子比熱
9回 固体のバンド理論1・周期ポテンシャル中の電子:ほとんど自由な電子モデル
10回 固体のバンド理論2・周期ポテンシャル中の電子:強結合モデル
11回 金属のDrude理論
12回 金属のSommerfeld理論
13回 量子力学におけるスピンと磁性体
14回 磁性体の基礎理論1
15回 磁性体の基礎理論2
16回 定期試験、レポート
学習課題(予習・復習) 授業では、電磁気学、統計力学及び量子力学の基礎知識が前提としますが、適宜、文献の指定および復習を行います。
ナンバリングコード(試行) EN-PHYS-3

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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