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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 物理工学科 固体物理学(材エネ原宇)

固体物理学(材エネ原宇)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 25012 LJ77
  • U-ENG25 25012 LJ75
  • U-ENG25 25012 LJ52
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 木1
教員
  • 中村 裕之(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 固体の物理的性質を原子・電子レベルのミクロな観点から理解するために必要な基礎的な概念を取り扱う.主な内容は,結晶構造,格子振動と固体の熱的性質,金属電子論,電気伝導と熱伝導など.その理解のために必要な統計力学・量子力学の初歩についても述べる.
到達目標 固体の原子論・電子論の入り口を理解する.
授業計画と内容 (1) 結晶と格子,結晶による回折,結晶の結合エネルギー, 2回
格子と結晶構造,ミラー指数,ブラッグの法則,消滅則と構造因子,原子間の斥力・引力,結合の種類
(2) 格子振動, 2回
弾性体中の音波,分散関係,ブリルアン・ゾーン,音響モードと光学モード;ド,フォノン
(3) 統計力学入門,固体の比熱, 3回
統計力学入門,ボルツマン分布,エントロピー,状態和と自由エネルギー,アインシュタイン・モデルによる固体の比熱,デバイ・モデルによる固体の比熱,固体の熱膨張
(4) 量子力学入門, 3回
量子論入門,シュレディンガー方程式とその解法,自由電子・調和振動子・水素原子,物理量と演算子
(5) 自由電子論と金属の比熱・伝導現象, 3回
状態密度,フェルミ・ディラック分布,電子比熱,金属の電気抵抗,ホール効果,金属の熱伝導
(6) 周期ポテンシャル中での電子, 1回
周期ポテンシャルの影響,エネルギーバンド,金属・半導体・絶縁体
(7) 学習到達度の確認, 1回
学習到達度の確認
成績評価の方法・観点 定期試験(筆記)で評価する.
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 特に予備知識は必要ないが,教科書の内容・演習問題の復習をすることが望ましい.また,他の量子力学や統計力学関連の講義の受講を推奨する.
教科書
  • 材料科学者のための固体物理学入門, 志賀正幸, (内田老鶴圃), ISBN:9784753655526
参考書等
  • 固体物理学入門(上), キッテル, (丸善), ISBN: ISBN:9784621076538