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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 固体物性学(機)

固体物性学(機)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 45071 LJ71
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2
教員
  • 中嶋 薫(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 この講義では,固体の物理的性質を理解する上で基礎となる固体の原子構造,電子構造に重点をおいて講述する.これらをもとに,いくつかの主要な物理的性質について説明する.
到達目標 固体物理学の基礎を理解する
授業計画と内容 第1回 物質の原子構造
 気体,液体、固体の原子構造を概説するが,特に,結晶の構造,対称性に重点をおいて講述する。結晶表面の構造についても簡単に触れる。
第2-5回 固体原子構造の決定法
 固体構造を決定する物理的方法のうち,X線,中性子,電子線の回折現象の基礎を講述する。また,原子を見ることができるいくつかの顕微鏡法について解説する。
第6-8回 結晶の格子振動
 原子間に働く力の由来を説明し、それをもとに結晶の格子振動の理論を導き,格子振動を量子化したフォノン(音響量子)の概念を解説する。フォノンによる中性子,光子の散乱現象にも触れる。
第9-10回 結晶の熱的性質
 前項で学んだ格子振動をもとに、デバイ・モデルを使って結晶の格子比熱を導く。この結果と古典論で得られるジュロン-プチの法則との関係を説明する。
第11-14回 結晶の電子構造と電気的性質
 固体の自由電子模型について解説する。模型をもとにいくつかの金属の性質を説明する。さらに,結晶の周期性をもとに電子のバンド構造を導き,金属,半導体,絶縁体の主要な電気的性質とバンド構造の関連について解説する。
第15回 フィードバック
 最終目標に対する達成の度合いを確認する。必要に応じて復習を行う。
成績評価の方法・観点 レポート(3回程度、計30点程度)、試験(70点程度)により評価する。
履修要件 量子物理学1を学んでいることが望ましい。
授業外学習(予習・復習)等 プリントを事前に配布するので授業前に予習することが望ましい。プリント内に演習問題があるので解いて復習すること(一部はレポート課題にする)。
教科書
  • プリント等を配布
参考書等
  • キッテル 固体物理学入門 第8版〈上〉, チャールズ キッテル , (丸善出版), ISBN: ISBN:978-4621076538