年度 |
2024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 |
梶原 行夫 |
担当教員名 (フリガナ) |
カジハラ ユキオ |
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) 水1-4:総J303 |
授業の方法 |
講義 |
授業の方法 【詳細情報】 |
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基本対面 |
単位 |
2.0 |
週時間 |
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使用言語 |
J
:
日本語 |
学習の段階 |
3
:
中級レベル
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学問分野(分野) |
25
:
理工学 |
学問分野(分科) |
06
:
物理学 |
対象学生 |
3年次生 |
授業のキーワード |
熱力学の基本法則、ミクロカノニカル分布、カノニカル分布、エントロピー、自由エネルギー |
教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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プログラムの中での この授業科目の位置づけ (学部生対象科目のみ) | 統計力学は、力学、量子力学、熱力学、電磁気学、流体力学と並ぶ物理学の基礎体系の一つです。物性科学を専攻する上で、履修を強く推奨します。 |
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到達度評価 の評価項目 (学部生対象科目のみ) | 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 |
本講義(統計力学I)では、統計力学の基礎概念を理解し、ミクロな観点から物理現象を解釈する方法を学びます。また熱力学との関係について理解を深めます。 |
授業計画 |
第1回 ガイダンスと導入 第2回 熱力学の基本法則 第3回 ミクロカノニカル分布の概念 第4回 ミクロカノニカル分布の適用例 第5回 カノニカル分布の基礎 第6回 カノニカル分布と分配関数、自由エネルギー 第7回 カノニカル分布の適用例1 第8回 カノニカル分布の適用例2 第9回 統計力学における温度、圧力 第10回 統計力学における化学ポテンシャル、一般化力 第11回 ミクロカノニカル分布の古典近似 第12回 カノニカル分布の古典近似 第13回 熱力学の限界:メゾスコピック 第14回 液体の統計力学的解釈 第15回 期末試験
物理学の基礎知識は、問題を自分で解くことで理解が深まります。 毎週課題を出しますので、次週講義開始時に皆で答え合わせをします。 また最後に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、市販の統計力学の教科書を購入し、講義と並行して学習してください。 ・参考書:統計力学(長岡洋介著、岩波基礎物理シリーズ新装版)、統計力学 (久保亮五著、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 |
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【詳細情報】 |
資料を配布します。 |
授業で取り入れる 学習手法 |
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予習・復習への アドバイス |
統計力学の教科書は、著書により様々な書き方のものが存在します。 これは統計力学の概念が、力学や電磁気学など物理学の他の体系と比較すると直感的ではないところや、また熱力学との関係性が未だ完結していないことにあると考えられます。 可能であれば、複数の参考書を比較することでより理解が深まると思います。 また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。 また本講義は統計力学IIに接続しますので、併せて受講することを強く推奨します。 |
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。 |
実務経験 |
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実務経験の概要と それに基づく授業内容 |
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メッセージ |
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その他 |
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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。 |