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年度 2018年度 開講部局 総合科学部総合科学科
講義コード ANP14001 科目区分 専門教育科目
授業科目名 統計力学I
授業科目名
(フリガナ)
トウケイリキガクI
英文授業科目名 Statistical Physics I
担当教員名 石坂 智
担当教員名
(フリガナ)
イシザカ サトシ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   前期   1ターム
曜日・時限・講義室 (1T) 火7-8,金3-4:総H109
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義中心、板書多用 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 25 : 物理学
対象学生  
授業のキーワード 熱平衡、アンサンブル、エントロピー、温度、化学ポテンシャル、自由エネルギー 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
 
到達度評価
の評価項目
総合科学プログラム
(知識・理解)
・当該の個別学問体系の重要性と特性、基本となる理論的枠組みへの知識・理解
(能力・技能)
・課題の考察のために必要な理論・方法を特定する能力・技能 
授業の目標・概要等 統計力学は、物理現象をミクロの立場から解明しようとする学問であり、量子力学とともに物性科学の基礎となっています。本講義では、統計力学の原理および概念を理解するとともに、簡単な例を通して統計力学の方法を習得することをめざします。 
授業計画 第1回 ガイダンスと導入
 ・統計力学とは?
 ・微視的状態と巨視的状態
 ・気体分子運動論
第2回 微視的状態の記述
 ・位相空間
 ・状態密度
 ・離散エネルギー
第3回 統計力学の原理
 ・等重率の原理
 ・マックスウェルの速度分布
 ・状態数の計算 (古典理想気体)
 ・確率と大数の法則
第4回 ボルツマンの関係式
 ・熱力学第1法則とエントロピー
 ・熱力学的温度
 ・古典理想気体の状態量
第5回 小正準集合の方法の応用
 ・調和振動子
 ・2準位系
 ・ゴム弾性
第6回 エントロピーとは?
 ・物質の混合
 ・確率と情報エントロピー
第7回 熱平衡
 ・熱的に結合した系
 ・正準集合の導入
第8回 自由エネルギー
 ・ヘルムホルツの自由エネルギー
 ・熱力学第2法則
 ・分配関数
第9回 正準集合の応用(I)
 ・状態和の合成
 ・古典理想気体
 ・2準位系
第10回 正準集合の方法の応用(II)
 ・調和振動子 (古典と量子)
 ・エネルギー等分配則と熱力学第3法則
第11回 演習
第12回 固体の比熱
 ・格子振動
 ・デバイ模型
第13回 化学平衡
 ・化学ポテンシャル
 ・大正準集合の導入
 ・ギブスの自由エネルギー
第14回 大正準集合の方法の応用
 ・古典理想気体
 ・等温吸着
第15回 まとめ

途中でレポート課題を示します。試験は期末試験を行います。 
教科書・参考書等 教科書は指定しませんが、各自、市販の統計力学の教科書を一冊は購入し学習してください。
・参考書 久保亮五著「統計力学」 (共立出版) など
・演習書 久保亮五著「大学演習 熱学・統計力学」 (裳華房) など 
授業で使用する
メディア・機器等
資料を配布することがあります。 
予習・復習への
アドバイス
予習よりも復習が大切です。演習問題を自分で解くことにより、実力が身につきます。 
履修上の注意
受講条件等
熱力学、量子力学Iを履修しておくことが望まれます。 
成績評価の基準等 試験 (70%程度)、レポートおよび授業への参加態度 (30%程度) により総合的に評価します。 
メッセージ  
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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