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年度 2020年度 開講部局 理学部
講義コード HC075000 科目区分 専門教育科目
授業科目名 統計力学演習
授業科目名
(フリガナ)
トウケイリキガクエンシュウ
英文授業科目名 Exercises in Statistical Mechanics
担当教員名 澤田 正博,八木 隆多,田中 新
担当教員名
(フリガナ)
サワダ マサヒロ,ヤギ リュウタ,タナカ アラタ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   後期   セメスター(後期)
曜日・時限・講義室 (後) 木1-4:理B305,先402N,先403N,先404N
授業の方法 演習 授業の方法
【詳細情報】
演習中心、板書多用、ディスカッション、学生の発表 
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) 06 : 物理学
対象学生 物理科学科3年
授業のキーワード 統計力学、熱力学、統計集団、古典統計、量子統計、量子力学 
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
教育プログラムの最後に設定された必修専門科目が統計力学。統計力学は、力学・電磁気学・量子力学を用いて記述されるミクロな要素が多数集合してマクロな系が形成されるとき、ミクロな要素の運動状態の知識から統計的手法によりマクロな系の状態を考察する学問体系である。本演習では、具体的な系について統計力学の手法を適用して、その理解を深めていく。 
到達度評価
の評価項目
物理学プログラム
(能力・技能)
・物理学的問題の定式化能力とその解決力 
授業の目標・概要等 統計力学I, IIの内容に関連する演習を主とする。ただし、統計力学で扱う量子力学の復習も含む。全体を3グループに分け、各グループに担当教員がつき問題演習の授業を行う。演習問題は、基本的なものに加え、担当教員がそれぞれ創意工夫したものをとり上げる。受講者は、割り当てられた問題を解いて黒板などを用いて発表する。発表後は、質疑応答と、必要に応じて担当教員が解説を行う。 
授業計画 第1回 ガイダンス、熱平衡、微視的状態と巨視的状態の演習(澤田/田中/八木)
第2回 統計Iの復習、統計集団、小正準集団(澤田/田中/八木)
第3回 統計Iの復習、正準集団(澤田/田中/八木)
第4回 統計Iの復習、大正準集団(澤田/田中/八木)
第5回 量子力学の復習、状態密度、多粒子系の量子力学(澤田/田中/八木)
第6回 理想量子統計の分布関数(澤田/田中/八木)
第7回 理想フェルミ気体(澤田/田中/八木)
第8回 理想フェルミ気体(澤田/田中/八木)
第9回 中間試験 -予定-(澤田/田中/八木)
第10回 ボーズ凝縮(澤田/田中/八木)
第11回 具体的テーマ別演習1「黒体輻射」(澤田/田中/八木)
第12回 具体的テーマ別演習2「固体の比熱」(澤田/田中/八木)
第13回 具体的テーマ別演習3「スピン系の統計」(澤田/田中/八木)
第14回 具体的テーマ別演習4「平均場近似による相転移の記述」(澤田/田中/八木)
第15回 予備日(澤田/田中/八木)

中間試験・期末試験 
教科書・参考書等 統計力学の授業で紹介されたテキストで十分だが、さらに進みたいものは、それぞれの演習担当教員の指示に従う。
 
授業で使用する
メディア・機器等
板書、配付資料ほか 
予習・復習への
アドバイス
第1ー4回 統計Iの講義内容をよく復習してのぞむこと。
第5回 自由粒子のシュレデインガー方程式を復習。状態密度を理解。同種粒子の不可弁別性からフェルミ粒子系とボーズ粒子系が出てくることを理解。
第6回ー15回 統計IIの講義において出てくる新しい概念をよく理解して本演習に臨むこと。
できなかった演習問題はその都度きちんと復習し理解を定着させていくこと。 
履修上の注意
受講条件等
量子力学I, IIおよび統計力学Iが履修済みであり、統計力学IIを並行して履修することが、演習の効果を上げるために望ましい。 
成績評価の基準等 成績は平常点50%程度、中間・期末試験50%程度で総合的に評価する。平常点は、小テスト、演習実演などから評価する。

 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ 配与された問題全てについて自らが手を動かせて解くことが大切。グループ分けの連絡は、学科掲示板で行う。 
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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