授業科目名 | 統計力学 Statistical Mechanics | 時間割番号 | 6456 |
担当教員名 | 尾形 修司 | 実務経験 反映科目 | |
学科・年次 | 工学部 物理工学科 工学部 創造工学教育課程 2年次 | ||
科目区分 | 専門教育科目 | 単位数 | 2 |
時間割 | 後期 水曜1-2限 | 授業形態 | 講義 |
授業実施方法 | ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】 ☐ 全て遠隔【全授業（テストを除く）をオンデマンドで実施（全オンデマンド型）】 ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】 ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】 ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔（オンデマンド又は同時双方向）】 ・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。 ・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。 | ||
ディプロマ・ポリシーとの対応 ☐ 1. 人間，文化，社会を理解し，それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感，高い倫理観 ☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養 ☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力 ☑ 4. （高度工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力，新たな知識・技術を習得する能力 ☑ 4. （創造工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力 | |||
授業の目的・達成目標 【授業の目的】 統計力学は，物性物理の根幹を成す学問である．様々な熱力学的現象を，量子力学に基づいて，原子分子などのミクロスケールから系統的に説明する統計力学を学ぶことを目的とする．
【達成目標】 １．マクロスケールでの熱力学的現象を，原子論的な扱いにより定式化すること． ２．エントロピーを，ミクロスケールでの配置数を使って計算できること． ３．自由エネルギーや内部エネルギーを，ミクロスケールでのエントロピーや分配関数を用いて定式化すること． ４．フェルミ／ボーズ粒子の違いを取り入れて自由エネルギーなどを計算できること． ５．多成分系での自由エネルギー，化学ポテンシャル，エントロピーなどを計算できること．
授業計画 １ 統計力学の概要 ２ 熱力学の復習 ３ 気体分子運動論 ４ 等確率の原理 ５ エントロピーの定式化 ６ マクスウェル分布 ７ カノニカル集団 ８ 様々な分配関数と統計集団 ９ 中間テスト １０ スピンと量子統計 １１ フェルミ粒子とボーズ粒子 １２ 理想フェルミ気体と金属 １３ 統計力学と化学用語 １４ 混合のエントロピーと合金 １５ まとめ １６ 期末テスト
成績評価の方法 中間試験と期末試験の成績をそれぞれ50点満点で採点し，計60点以上を合格とする． 成績評価の基準 秀 達成目標を超えた成果を上げている 100点～90点 優 達成目標に十分達している 89点～80点 良 達成目標に達している 79点～70点 可 達成目標に概ね達している 69点～60点 不可 達成目標に達していない 59点以下 試験では，問題の意味が理解できていること，正しく式展開ができていること，数式に物理的意味を説明できることの観点から採点する．
事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項 事前学習：Moodleに揚げたテキストなどの予習（120分） 事後学習：講師の説明を聞いて理解したポイントをテキストに整理して書き入れ各自の講義資料を作成する．テキスト中に与えられる例題の解答を改めて理解する（120分） 教科書 参考書 なし オフィスアワー 以下のメール宛に希望事項を連絡することで，都合の良い日時と場所で個別に議論できる： ogata@nitech.ac.jp
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