統計力学(1)[22C2113]

科目名
Course Title
統計力学(1)[22C2113]
Statistical Mechanics (1)
授業言語
Language
Japanese
科目区分・科目種 物理学科 クラス 物理学科
CCBM キャリアデザイン  
単位数 1.0単位 履修年次 3

担当教員 番 雅司
学期 1学期
曜日・時限・教室
木曜 5 6 理学部3号館701室

(1)、(2)が付く科目の履修方法
この科目は、(1)及び(2)を連続して履修してください(シラバスは両方とも確認してください)。
ただし留学により連続して履修できない場合は、担当教員に申し出てください。

受講条件・その他注意
量子力学、及び熱力学の基本的な知識があること

授業の形態
講義,対面授業のみ

教科書・参考文献
教科書: 講義ノートに従って進めるので特に指定しない
参考書:「統計力学」久保亮五 著(共立出版)
    「統計力学」長岡洋介 著(岩波書店)
    「大学演習 熱学・統計力学」久保亮五 編(裳華房)

ALH区分
ALHとして実施

評価方法・評価割合
期末試験=80,授業への参加態度=20,ALH(アクティブ・ラーニング・アワー)=0

主題と目標
我々の身の周りにあるマクロな物質は膨大な数のミクロな粒子(原子やイオンなど)によって構成されている。ミクロな粒子の性質は量子力学によって決定されるで、マクロな物質の性質も量子力学によって説明されるはずである。しかし、膨大な数の粒子に対する量子力学の方程式を直接解くことによって、マクロな物質の性質を説明することは現実には不可能である。ところが、マクロな物質が膨大な数のミクロな粒子で構成され、実際に観測にかかるマクロな物質の性質が構成する膨大な数の粒子の平均としての振る舞いの結果であることを積極的に利用するこ

授業計画
統計力学(1)では以下の内容の前半を講義する。
・統計力学の基礎となる考え方の紹介
・ミクロカノニカルアンサンブル(等重率の原理、ボルツマンの公式、状態数と状態密度)
・カノニカルアンサンブル(カノニカル分布、分配関数、自由エネルギー)
・グランドカノニカルアンサンブル(グランドカノニカル分布、大分配関数)
・フェルミ−ディラック統計とボーズ−アインシュタイン統計
・プランクの黒体輻射の公式
・縮退した理想フェルミ気体
・ボーズ・アインシュタイン凝縮
・強磁性の平均場理論

時間外学習
統計力学で導入される新しい考え方の理解を深めるために十分な復習を行って欲しい。

学生へのメッセージ
統計力学を理解する為には、単に講義を聴くだけでなく、毎回の復習と自ら問題を解くことが必要不可欠である。また、理解が不十分な点に関しては積極的に質問すること。