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開講年度 2011年度
開講学期 2011年度 秋学期
授業コード 26093
科目 統計物理学
教員氏名 森 厚
授業種別 週間授業
授業概要 [概要]
この講義では、主として熱とエネルギー、物質の状態とその変化についての科学を扱います。

このようなテーマに関するアプローチは、二通りあります。一つは、物質が連続的に構成されると考え、その変化の様子を調べるものです。例えば、気体を圧力一定の下で温めると体積が増えます。こうした現象を調べて、その性質を探る方法です。このような視点は「巨視的な視点」とか「マクロの視点」などと表現されています。
一方、私たちは物質が原子やイオン、分子などで構成されていることを知っています。こうした細かな粒子で構成されていることを前提とし、それらの数が非常に多いことから統計的な性質に基づいて物質の性質を探る方法が、二つ目のアプローチです。このような視点は「微視的な視点」とか「ミクロの視点」と表現されています。

[目標]
この講義では、上述の両方の視点からのアプローチによって、熱やエネルギー、そして物質の状態についての性質について理解を深めることが目標です。

[準備学習]
 この講義には、力学の基本的な理解と、多変数の関数の微積分を用います。量子力学の基礎的な知識も必要です。これらの事項は講義の中でも補いますが、自主的な学習が必要です。
 本質的な理解のためには、自分自身で計算する必要があります。予習と復習を通してそうした練習を行うことは必須です。そのため、予習復習が行われていることを、必要に応じてチェックします。

[形態]
講義です。
授業計画 01. イントロダクション
02. 熱力学の歴史
03. 熱力学のための数学1 - 偏微分の考え方 -
04. 熱力学のための数学2 - 偏微分と全微分の考え方 -
05. 熱力学量と熱力学過程
06. 熱力学第一法則
07. 熱力学第二法則
08. エントロピー
09. エンタルピー - ルジャンドル変換 -
10. 自由エネルギー
11. 理想気体と実在気体
12. 相転移
13. クラウジウス-クラペイロンの式
14. 化学平衡
15. 熱力学のまとめ
16. マクロとミクロ
17. 気体の分子運動論
18. ハミルトン形式の解析力学
19. ミクロカノニカルアンサンブル
20. カノニカルアンサンブル
21. グランドカノニカルアンサンブル
22. 量子統計力学の基礎
23. フェルミ統計
24. ボーズ統計
25. 空洞放射・固体の比熱
26. イジングモデル
27. スケーリング理論
28. 非平衡の統計力学
29. 自己組織化臨界現象
30. まとめ

※ なお、進度は学生の理解度に応じて変更します。
テキスト ・佐々真一 「熱力学入門」  共立出版 2000年
・小田垣孝 「統計力学」  裳華房 2003年
参考書 講義の中で紹介します。
評価基準 出席(30点) 講義中の演習問題・小テスト・提出物(20点)期末試験(50点)を合算します。

A: 90 〜100点
B: 80 〜 89点
C: 70 〜 79点
D: 60 〜 69点
F: 0 〜 59点

※ 30分以上の遅刻は出席と認めません。
※ 予習復習を十分に行うことが前提となります。
URL http://www2.obirin.ac.jp/~moriat/
備考 ※ 学生諸君の理解度によってスケジュールと内容に変更します。
※ 予習復習を十分に行うことが前提となります。
※ 講義は学生と教員の協力で作り上げていく共同作業です。学生の皆さんの積極的な姿勢を期待しています。
※ 受講するか決める際には、{講義のページ,http://robo.mydns.jp/Lecture/}から過去の講義のページを参照し、参考にしてください。
最終更新日 2011/08/09

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