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授業科目名 結晶科学
時間割番号 TAM316
担当教員名 米崎 功記
開講学期・曜日・時限 後期・水・I 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
山梨県の宝飾産業・工業的応用に大きな役割を担う水晶を通して結晶の構造と物性の関係を学ぶ(第1回)。
格子(並進対称性)を通して結晶の持つ固体物性を学ぶ(第2回~第6回)。
X線回折法を用いた結晶構造解析を学ぶ(第7回~第15回)。
本授業科目は、「地域課題・専門科目」です。
<本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー>(能力・資質)
工学部>先端材料理工学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
AM-A専門2.専門的知識・技術材料科学
<到達目標>  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
AM
1原子間相互作用による電子エネルギーの変化を理解するAM-A
2結晶によるX線の回折現象、結晶構造との関連性を理解するAM-A
3山梨県の宝飾産業・工業的応用のいて大きな役割を担う水晶を題材に、結晶の持つ特性を結晶構造の観点から解釈する。本授業科目は「地域課題・専門科目」です。
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
149%原子間相互作用による電子軌道構築に関する理解度
249%結晶によるX線回折現象に関する理解度
32%結晶構造と物性の関連性に関する理解度
合計100% 
<授業の方法>
授業はライブ型(対面形式)で行う予定であるが、状況によってはオンデマンド型のオンライン形式に変更する場合あり。
毎回レポートを課す。
<受講に際して・学生へのメッセージ>
並進対称性に基づいた結晶の電子構造、およびX線の回折現象を用いた結晶構造解析について講義する。
グラフを描くときに用いる基底の概念や、波動に関する基礎知識を理解していることが望ましい。
授業内容を自分なりにかみ砕いて理解してほしいので、講義ノートは各自で工夫して作成すること。
配布資料は授業で使用する図表(穴あき)のみとする。
<テキスト>
(未登録)
<参考書>
  1. 掛川一幸 [ほか] 著, 結晶化学, みみずく舎,医学評論社 (発売), ISBN:9784872119213,
    (基礎から理解する化学, 2)

  2. 遠藤忠 [ほか] 著, 結晶化学入門, 講談社, ISBN:4061533851,
    (2000年出版)
<授業計画の概要>
1タイトル結晶はどのようにしてできるか
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容結晶はどのようにしてできるか:結晶の美しい外観がなぜ生まれるのかについて理解する。
※地域(山梨)に関する授業内容が含まれている
2タイトル原子の構造,分子の構造
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容結晶を構成する原子内の電子軌道について理解する。
3タイトル分子軌道と対称性
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容原子同士の結合について分子軌道の観点から理解する。
4タイトル結晶の並進対称性
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容結晶特有の周期構造が物性に及ぼす影響を理解する。
5タイトルバンド構造
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
これまでの内容に関する復習
授業内容電子軌道のエネルギーと結晶の並進対称性との関連について理解する。
6タイトル結晶における電子軌道:まとめ
事前学習
事後学習
無し
授業内レポート課題の復習
授業内容原子が集合して結晶を構築する様子を理解する。
7タイトル格子・単位胞
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容結晶の周期性を物性として表現した格子、格子を理解するために人為的に導入された単位胞について理解する。
8タイトルX線の回折
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容電子を内包する物質に位相のそろったX線が入射した際に起こる現象を理解する。
9タイトル結晶によるX線の回折
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容結晶により回折されるX線の挙動を理解する。
10タイトル逆空間における回折条件
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容逆空間で表された結晶によるX線の回折条件を理解する。
11タイトル結晶構造因子
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容単位胞内電子によりX線が回折される様子を結晶構造因子で理解する。
12タイトル電子分布と散乱振幅
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容結晶によるX線の回折現象の数式化について理解する。
13タイトル消滅則
事前学習
事後学習
前日配布資料を参考に講義内容をおおまかに把握する
レポート課題
授業内容複合格子由来の現象である消滅則について理解する。
14タイトル総括評価:まとめ
事前学習
事後学習
結晶構造解析に必要となる回折現象と結晶構造の関連について復習しておく。
無し
授業内容授業内レポート課題の復習
15タイトル総括評価に関する解説
事前学習
事後学習
第14回授業内レポートの復習
無し
授業内容結晶によるX線回折現象について復習する。
<備考>
(未登録)