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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 ANP29001 科目区分 専門教育科目
授業科目名 複雑液体・ソフトマター論
授業科目名
(フリガナ)
フクザツエキタイ・ソフトマターロン
英文授業科目名 Physics of Complex Liquids and Soft Matters
担当教員名 田口 健,戸田 昭彦,宗尻 修治,田中 晋平,乾 雅祝,梶原 行夫
担当教員名
(フリガナ)
タグチ ケン,トダ アキヒコ,ムネジリ シュウジ,タナカ シンペイ,イヌイ マサノリ,カジハラ ユキオ
開講キャンパス 東広島 開設期 4年次生   前期   1ターム
曜日・時限・講義室 (1T) 火1-2,金3-4:総H110
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 4 : 上級レベル
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 物理学、熱力学、統計力学、液体金属、高分子、コロイド、レオロジー 
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
これまでに学んできた熱力学、統計力学を発展させ、具体的な凝縮系への適用法を習得するとともに、社会で幅広く利用されている、複雑液体・ソフトマターの基本的物性を理解する。 
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 複雑液体およびソフトマターと呼ばれる物質群の物理的性質の基礎を学ぶとともに、これらの物質群を研究する際の手法についても学習する。 
授業計画 第1回 複雑液体・ソフトマター論序論 田口
液体金属、アモルファス固体、液晶やゲルなど従来の固体・液体の分類に当てはまらない物質を理解するために必要な物理学を概観する。
・ミクロからマクロへ至る階層構造
・非線形・非平衡性
第2回 液体とは 乾
液体状態の熱力学的定義を与え、液体による構造の違いを理解させる。
・物質の状態と相転移
・単純液体と複雑液体
第3回 原子間・分子間相互作用 宗尻
液体を構成する粒子間に働く、種々の相互作用とそれらを記述するモデルについ
て説明する。
・ペア・ポテンシャル
・剛体球モデル
・レナード・ジョーンズ ポテンシャル
第4回 液体構造の記述 乾
液体構造を記述するための手法を説明する。
・2体分布関数
・構造因子
第5回 散乱法 乾
液体構造を測定するための散乱実験について説明する。
・散乱法の原理
・散乱実験の実際
第6回 複雑液体の物性 宗尻
代表的な複雑液体いくつかについて、その物性を紹介する。
・液体金属・合金
・アモルファス金属
・分子性液体
・水
第7回 複雑液体の物性 宗尻
代表的な複雑液体いくつかについて、その物性を紹介する。
・液体金属・合金
・アモルファス金属
・分子性液体
・水
第8回 複雑液体の物性 梶原
代表的な複雑液体いくつかについて、その物性を紹介する。
・液体金属・合金
・アモルファス金属
・分子性液体
・水
第9回 ソフトマターとは 戸田
ソフトマターと呼ばれる物質群に共通する性質を説明する。
・やわらかさの起源
・熱揺らぎの重要性
・自己組織化
第10回 高分子の物理 戸田
高分子物理の基礎を説明し、代表的な高分子物性の具体的例を与える。
・孤立高分子
・高分子のからみあい
・高分子の構造形成
第11回 高分子の物理 田口
高分子物理の基礎を説明し、代表的な高分子物性の具体的例を与える。
・孤立高分子
・高分子のからみあい
・高分子の構造形成
第12回 高分子の物理 田口
高分子物理の基礎を説明し、代表的な高分子物性の具体的例を与える。
・孤立高分子
・高分子のからみあい
・高分子の構造形成
第13回 コロイドの物理 田中
コロイド系というミクロとマクロの中間点で現れる様々な現象について説明する。
・揺らぎ
・階層構造
・生体分子
第14回 コロイドの物理 田中
コロイド系というミクロとマクロの中間点で現れる様々な現象について説明する。
・揺らぎ
・階層構造
・生体分子
第15回 コロイドの物理 田中
コロイド系というミクロとマクロの中間点で現れる様々な現象について説明する。
・揺らぎ
・階層構造
・生体分子

複雑液体を研究した論文を一つ選び、その概要をまとめてレポートとして提出
ソフトマターを研究した論文を一つ選び、その概要をレポートとして提出 
教科書・参考書等 教科書は特に指定しない。参考書は授業中に随時適当なものを紹介する。 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,配付資料,音声教材,映像(ビデオ/PC/その他画像資料) 
予習・復習への
アドバイス
特に予習は必要としないが、キーワードに関係した授業内容について授業中疑問があれば質問してよく理解しておくこと。

第1回授業後
複雑液体・ソフトマターの特色の概要を理解しておくこと。

第2回授業後
物質の三態を整理し、液体状態の特徴について理解しておくこと。

第3回授業後
液体を記述する種々のモデルの必要性とそれらの違いについて理解しておくこと。

第4回授業後
構造因子と分布関数の関係について理解しておくこと。

第5回授業後
散乱法と構造因子の関係について理解しておくこと。

第6-8回授業後
それぞれの複雑液体の物性に、その構成粒子の性質がどのように反映されているか理解しておくこと。
複雑液体の研究に構造因子や散乱実験がどのように用いられているか意識してレポートを作成すること。

第9回授業後
ソフトマターに特有の時間・空間・エネルギーのスケールを理解しておくこと。

第10-12回授業後
高分子に特有の物性が、高分子に特有のトポロジーから生じることを理解しておくこと。

第13-15回授業後
コロイド系の非対称性と階層性がその物性にどのように反映されるか理解しておくこと。
ソフトマターの多様な物性研究に、物理学の普遍性がどのように利用されているかを意識してレポートを作成すること。
 
履修上の注意
受講条件等
 
成績評価の基準等 レポート 約50%、授業参加 約50%として総合的に評価する。 
メッセージ 複雑で柔らかい人間になろう。 
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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