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授業科目名
担当教員
統計力学
小林 潔
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TAM313 2 (未登録) 3 前期 III
[概要]
熱力学(熱現象を巨視的な観点に立って記述する理論体系)に対して,物質を構成する原子・分子の微視的な情報(各々の相互作用とか運動)から統計や確率の考え方を取り入れて,巨視的な性質,熱現象を導く統計力学という理論体系の基礎を学ぶ.極めて多数の粒子で構成される気体,液体,固体などの性質を知るために,個々の粒子の挙動を追跡することは不可能であるので,統計力学では粒子を個別にではなく,集団としてとらえて物資のマクロな性質を予言する.系の集団とモデル化,エネルギーの分配と系の状態など様々な基本的な表現と取り扱いについて学ぶ.
[具体的な達成目標]
(1)等重率の原理とミクロカノニカル分布を理解する.
(2)カノニカル分布と分布関数を理解する.
(3)グランドカノニカル分布と分布関数を理解する.
(4)フェルミ統計とボーズ統計を理解する.
[必要知識・準備]
初等力学,熱力学
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 85  %[具体的な達成目標]についての達成度を評価する.60%以上の達成者を合格とする. 
2小テスト/レポート 5  %合格者に点数を加点する. 
3受講態度 5  %合格者に点数を加点する. 
4発表/表現等 5  %合格者に点数を加点する. 
[教科書]
  1. 長岡洋介, 統計力学, 岩波書店,
    (新規履修者用)

  2. 土井正男, 統計力学, 朝倉書店, ISBN:4-254-13742-2,
    (再履修生用)
[参考書]
  1. 戸田盛和,久保亮五編, 統計力学(岩波講座現代物理学の基礎5第2版), 岩波書店
  2. 久保亮五編, 大学演習熱学・統計力学, 裳華房,
    (講義の後,この本にある演習問題を少しでも解いてほしい.)

  3. M. Toda, R. Kubo, and N. Saito, Stastical Physics I, II Second Edition, Springer
  4. R. P. Feynman, Stastical Mechnics, Perseus Books
  5. 北原和夫他, 非平衡系の科学I,II,III, 講談社
[講義項目]
第1回:熱力学のまとめ(熱力学法則,温度とエントロピー)
第2回:古典力学のまとめ(孤立系における力学状態の分布と時間平均・アンサンブル平均)
第3回:等重率の原理とミクロカノニカル分布
第4回:カノニカル分布と分布関数
第5回:カノニカル分布の応用例1
第6回:カノニカル分布の応用例2
第7回:グランドカノニカル分布と分布関数
第8回:グランドカノニカル分布の応用例
第9回:量子力学のまとめ
第10回:量子統計
第11回:フェルミ分布とボーズ分布
第12回:フェルミ粒子の統計とボーズ粒子の統計
第13回:相互作用のある系
第14回:臨界現象,相転移
第15回:まとめと総括
[教育方法]
大筋教科書に沿って進めるが,考え方,定理の証明,公式の導出などわかりにくいところを重点に例題を交えて解説する.講義の前後には,自ら手を動かして計算する,式のイメージをつかむ,わからない点は,なるべく早めに質問するなどの習慣をつけるよう指導する.基本的な概念をよく理解するために,練習問題や,自分自身が疑問に思った問題を数多く解くよう努めてほしい.より深く学んでほしい事柄は,参考書を指定し,レポートの提出を求めることもある.
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
(未登録)