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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 熱統計力学(宇)

熱統計力学(宇)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 35046 LJ52
  • U-ENG25 35046 LJ77
開講年度・開講期 2020・前期
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 火3
教員
  • 江利口 浩二(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 統計力学の基本原理と応用について,熱力学との関係に留意しながら基礎的事項に話題をしぼって講述する.
到達目標 講義内容はかなり絞り込んでいる.多くの事例をこなすことよりも,まず統計力学の基本原理をきちんと抑えることが重要である.その上で,講義で直接扱う具体例を通して,古典統計から量子統計へ移行する必要性や背景を理解する.平易な英文の基礎的な教科書を選んでいるので,講義をペースメーカにして,英語で書かれた専門書を丹念に読み込むことを実践する.
授業計画と内容 統計力学の基本的考え方(2回)粒子集団としての熱力学系,微視的状態の古典論的取り扱いと量子論的取り扱い.
孤立系,閉じた系,開いた系の統計力学(4回)ミクロカノニカル分布,カノニカル分布,分配関数,エントロピー,自由エネルギー,グランドカノニカル分布,大分配関数.
理想気体と不完全気体の古典統計力学(3回)マクスウェルの速度分布,ファン・デル・ワールス状態方程式,ビリアル係数,エネルギー等分配則,単原子分子気体,2原子分子気体.
理想気体の量子統計力学1(2回)縮退していない系の取り扱い,2原子分子気体の比熱と振動自由度の凍結.
理想気体の量子統計力学2(4回)縮退した系の取り扱い,フェルミ-ディラック統計,ボーズ-アインシュタイン統計,フェルミ球,ボーズ-アインシュタイン凝縮.
成績評価の方法・観点 必要に応じレポート課題を出す.統計力学の基本原理,古典統計,量子統計の基礎の理解度を評価する.期末試験と提出レポートあるいは小テスト(概ね7:3)により評価する.
履修要件 微積分および熱力学の基礎事項を前提とするので,たとえば物理工学科配当の熱力学1を受講しておくとよい.
授業外学習(予習・復習)等 講義の進行に合わせて必ず教科書の該当部分を丹念に読むこと.
教科書
  • E. A. Jackson: Equilibrium Statistical Mechanics (Dover,2000) isbn{}{0486411850}, (Prentice-Hall, 1968) ibid{}{TY86223418}
参考書等
  • E. Fermi: Thermodynamics (Dover, 1956) isbn{}{048660361X} ; 久保亮五: 統計力学(改訂版)共立全書 11(共立出版,1971) isbn{}{4320000110} isbn{}{9784320034235}. その他は講義時に示す.
実務経験のある教員による授業
  • 分類:

    実務経験のある教員による実務経験を活かした授業科目

  • 当該授業科目に関連した実務経験の内容:

    企業におけるプラズマ,信頼性物理学の研究開発(14年)

  • 実務経験を活かした実践的な授業の内容:

    実用化のための基礎的物理現象に関する教育にも注力している