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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 教養教育・教養基盤科目・基礎教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 2年次
本講義は、電気電子工学科2年生を対象とした講義である。他学科の学生の受講は、原則として認めない。
選択・必修 必修
授業科目名 基礎物理学IIIA
きそぶつりがくさんえー
Basic Physics IIIA
単位数 2 単位
分野
開放科目 非開放科目
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 木曜日 3, 4時限
開講場所

担当教員 平松 和政(工学部), ○元垣内 敦司(工学部)

HIRAMATSU, Kazumasa, ○MOTOGAITO, Atsushi

学習の目的と方法

授業の概要 熱力学(熱平衡、温度、エントロピーなど)、統計力学(平衡状態、状態数、エントロピー、自由エネルギーなど)の基礎について理解する。
学習の目的 熱力学、統計力学に関する知識を得る。
学習の到達目標 熱力学、統計力学の基礎について理解すると同時に、工学分野の専門教育科目を履修のための基礎とする。
★工学部電気電子工学科JABEE関連項目:学習・教育目標:基礎・専門知識(0.7)、多面的思考能力(0.3)に関する能力を向上させる。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標

○ 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

熱力学及び統計力学の学習を通して、電子材料分野の基礎知識を十分に身につけてください。

授業の方法 講義

授業の特徴 能動的要素を加えた授業

教科書 和田純夫「グラフィック講義 熱・統計力学の基礎」(サイエンス社)
参考書 和田純夫「熱・統計力学のききどころ」(岩波書店、物理講義のききどころ4)
原康夫「物理学通論Ⅰ」(学術図書出版社)
戸田盛和「物理入門コース7 熱・統計力学」(岩波書店)
香取眞理「統計力学」(昇華房)
沼居貴陽「固体物理学入門」(森北出版)
沼居貴陽「統計物理入門」(森北出版)
成績評価方法と基準 欠席4回以下を前提として、定期試験の成績100%により評価する。
オフィスアワー オフィースアワー:木曜 9:00~10:00 平松教授室:電気電子棟1階1120室
         水曜 16:30~18:00 元垣内准教授室:電気電子棟1階1118室
電子メールアドレス:hiramatu@elec.mie-u.ac.jp(平松), motogaito@elec.mie-u.ac.jp(元垣内)(訪問予定をE-mailによって尋ねてください)
受講要件 1年次に受講する数学、物理学・化学の講義内容を十分に理解しておくこと。
予め履修が望ましい科目 基礎微分積分学Ⅰ・Ⅱ、基礎数学演習Ⅰ・Ⅱ、確率・統計及び演習、基礎物理学Ⅰ、化学Ⅰ、化学Ⅱ
発展科目 電気電子工学応用実験、材料科学、固体電子工学、量子力学、半導体工学、電気電子材料、真空電子工学、光エレクトロニクス、電子デバイス工学
授業改善への工夫 授業は,原則的にテキスト沿って行う。理解を助け,自然と実力が身に付くように,演習問題を適宜行う。演習はレポート以外に講義時間中に設け、学生自らが考えて問題を解くように工夫をしている。
その他 工学部電気電子工学科2年生向けに講義を行う。2年後期に学習する量子力学や固体電子工学の基礎になります。

授業計画

キーワード 熱力学、統計力学、熱力学の第1法則、熱平衡、熱機関、熱力学の第2法則、確率分布、エントロピー、自由エネルギー、相転移、ボルツマン因子
Key Word(s) thermodynamics, statsitical physics, first law of thermodynamics, thermal equilibrium, heat engine, second law of thermodynamics, distribution of probability, entropy, free energy, phase transition, Boltzmann factor, canonical distribution
学習内容 <熱力学・統計力学>
第1回 第1章 内部エネルギー・熱・仕事、
第2回 第1章 熱力学の第1法則
第3回 第2章 理想気体の状態方程式
第4回 第2章 熱機関・熱力学の第2法則
第5回 演習(第1章~第2章の内容)
第6回 第3章 粒子の確率分布
第7回 第3章 エントロピー
第8回 第4章 自由エネルギー
第9回 第4章 系の平衡状態
第10回 演習(第3章~第4章の内容)
第11回 第5章 固相・液相・気相、相転移
第12回 第5章 溶液の性質
第13回 第6章 化学平衡 
第14回 第7章 ボルツマン因子
第15回 演習(第5章~7章の内容)
第16回 定期試験
学習課題(予習・復習) ・熱力学・統計力学的な考え方の相違を理解する。
・エネルギー、熱、圧力、エントロピーなどの熱力学諸量を正確に理解する。
・演習を通して、仕事、熱、エントロピー、及び熱機関の計算に習熟する。
・平衡状態と状態数の関係を理解し、統計力学的な考え方を習得する。
ナンバリングコード(試行) LIPHYS1

※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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