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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 教育学研究科(修士課程)教育科学専攻・理数・生活系教育領域
受講対象学生 大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次
選択・必修 選択
授業科目名 統計物理学特論演習
とうけいぶつりがくとくろんえんしゅう
Seminar on Statistical 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

通年

開講時間 木曜日 7, 8時限
開講場所

担当教員 國仲 寛人(教育学部理科教育講座)

KUNINAKA, Hiroto

学習の目的と方法

授業の概要 平衡状態にある気体や液体などの系の状態を特徴づける方法を演習を通して学ぶ。
学習の目的 統計物理学特論で得た知識に関して、演習による理解を深める。また、統計物理学特論で触れることのできなかった話題に関しても学ぶ。
学習の到達目標 平衡系に関する様々な問題を解決するための解析的手法を身につける。
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

授業の方法 演習

授業の特徴 能動的要素を加えた授業

教科書 「統計力学I,II」(田崎晴明著、培風館)
参考書 『大学演習 熱学・統計力学』(久保亮五編、裳華房)
成績評価方法と基準 輪講における理解度とレポートの内容で決定する。
オフィスアワー 在室時随時
受講要件 熱力学の基礎(物理学講義III)を受講済みであること。
予め履修が望ましい科目
発展科目
授業改善への工夫
その他

授業計画

キーワード 分配関数、ミクロカノニカル分布、カノニカル分布、自由エネルギー、エントロピー
Key Word(s) partition function, microcanonical distribution, canonical distribution, free energy, entropy
学習内容 第1〜2回:統計力学の基礎(1) 確率論入門
第3〜4回:統計力学の基礎(2) 物理量のゆらぎと大数の法則
第5〜6回:統計力学の基礎(3) 連続変数の扱い
第7〜8回: エネルギー固有状態
第9〜10回: 状態数
第11〜12回: 平衡状態の本質
第13〜14回:カノニカル分布と自由エネルギー(1) カノニカル分布の導出
第15〜16回:カノニカル分布と自由エネルギー(2) カノニカル分布の基本的な性質
第17〜18回:カノニカル分布と自由エネルギー(3) カノニカル分布のまとめ

第19〜20回:理想気体
第21〜22回:常磁性体と関連するモデル
第23〜24回:比熱の一般的なふるまい
第25〜26回:調和振動子の平衡状態
第27〜28回:古典的な粒子の系
第29〜30回:二原子分子理想気体の熱容量
学習課題(予習・復習) 各自の発表内容をレジュメにまとめて提出してもらう。
ナンバリングコード(試行) ED-PHYS-4

※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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