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2020年度 物質物理学 B (3023)

クラス基本情報

科目区分 基盤科目 教職科目 理科
単位数 1 選択・必修・自由 選択
授業形態 講義 主な使用言語 英語
開講時期 履修登録システム 使用する
履修登録期間 2020/10/14~2020/11/04 履修取消期限 2020/11/05

教育プログラム別の履修区分

プログラム名 IS CB BS BN MS CP DS
履修区分
コア科目 C
履修方法 ・修士論文研究又は特別課題研究を履修する場合は、基盤科目及び専門科目から12単位以上履修すること。
・課題研究を履修する場合は、基盤科目及び専門科目から14単位以上履修すること。
・コア科目の履修方法については、入学年次の教育課程表の(2)履修方法を参照すること。

授業科目概要

担当責任教員 細川 陽一郎
担当教員 細川陽一郎、服部賢、細糸信好
教育目的/授業目標 物質物理学に関連する電磁気学、結晶学、統計力学を授業のテーマとし、これらの観点での物質物理学の理解を到達目標とする。
授業概要/指導方針 初回は、物質を構成する粒子が従う統計力学について概説する。続いて、物質の電気制御や光制御の基本概念である電場、電磁波、光の伝搬、物質との相互作用について詳説する。最後に、物質の原子構造や電子状態の理解に必須となる結晶や逆格子の基礎について解説する。
講義形式で行う。

授業計画

[1限目 9:20-10:50] [2限目 11:00-12:30] [3限目 13:30-15:00] [4限目 15:10-16:40] [5限目 16:50-18:20] [6限目 18:30-20:00]
回数 日付 [時間] 担当教員 テーマ 内容
1 11/4 [2] 服部 賢 統計力学 熱力学(エントロピー、自由エネルギー)、ボルツマンの公式、分配関数、フェルミ・ディラック統計(分布)、ボーズ・アインシュタイン統計(分布)、マックスウェル・ボルツマン統計(分布)
2 11/5 [2] 細川 陽一郎 電磁気学:マクスウェル方程式 電磁気学とは、マクスウェル方程式、電荷とは、ベクトル解析、ダイバージェンス、ローテーション、ガウスの法則、ファラディの法則、アンペールの法則
3 11/6 [2] 細川 陽一郎 電荷と電場の関係 電場に関するガウスの法則、電荷分布がつくる電場、電位と電気力線、誘電体と分極、電気双極子
4 11/9 [2] 細川 陽一郎 電場と磁場の関係
磁場に関するガウスの法則、磁気双極子、ビオ・サバールの法則、レンツの法則、フレミングの法則、クーロン力、ローレンツ力、オームの法則、分子間力
5 11/10 [2] 細川 陽一郎 電磁波 真空中の電磁場と電磁波、波動方程式、電磁波のエネルギー、直線偏光と円偏光、光速、特殊相対性理論、光の発生と吸収
6 11/11 [2] 細川 陽一郎 屈折と反射 物質中の電磁場と電磁波、スネルの法則、全反射、光ファイバー、エバネッセント場、フレネルの法則、S偏光とP偏光、ブリュースター角、多重反射
7 11/12 [2] 細糸 信好 結晶構造 空間格子と単位構造、結晶系、ブラベ格子、結晶面と方位、結晶点群、空間群、典型的な結晶構造
8 11/13 [2] 細糸 信好 逆格子とエックス線回折 逆格子の定義、典型的な結晶格子の逆格子、基本/慣用逆格子、エックス線回折、回折条件、結晶構造因子、消滅則

授業日程

[1限目 9:20-10:50] [2限目 11:00-12:30] [3限目 13:30-15:00] [4限目 15:10-16:40] [5限目 16:50-18:20] [6限目 18:30-20:00]
回数 日付 時間 講義室 備考
1 11/4 2 F105(MS)
2 11/5 2 F105(MS)
3 11/6 2 F105(MS)
4 11/9 2 F105(MS)
5 11/10 2 F105(MS)
6 11/11 2 F105(MS)
7 11/12 2 F105(MS)
8 11/13 2 F105(MS)

テキスト・参考書

テキスト 必要に応じてプリントを配布する。
参考書 ・竹内淳著「高校数学でわかるマクスウェル方程式」(ブルーバックス)
・V.D.バーガー著「電磁気学―新しい視点にたって」(培風館)
・砂川重信著「理論電磁気学」(紀伊國屋書店)
・キッテル著、宇野良清ら訳「固体物理学入門 上 第8版」(丸善)
・原島鮮著「熱力学・統計力学」(培風館)

その他

履修条件 特になし
オフィスアワー 質問希望の受講生はEメールで担当教員に面会希望日時を連絡のこと
成績評価の方法と基準 ・5段階(秀・優・良・可・不可)で評価する。
・評価は、試験等によって行う。
・電磁気学・結晶学・統計力学の基本概念の理解、基礎知識の習得を基準とする。
関連科目 量子力学、物理化学、現代固体物理学、現代半導体物性
関連学位 理学、工学
注意事項 特になし

授業関連URL



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配布資料



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