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授業科目名
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担当教官
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固体物理
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渡辺 勝儀
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 271130 | 2 | I | 3 | 後期 | 月 | IV |
| ［概要］ | ||||||
| 当学科では材料について多くのことを学ぶ。そこで、その材料の元となる物質になぜ導体と絶縁体があるのか、なぜ物質は磁気を持つのか、熱はいかにして伝わるのか、といった疑問に答えるためには、原子・電子レベルまで掘り下げて考える必要がある。「ナノテクノロジー」という言葉をよく見かけるように、最近はナノメートルのサイズの構造の作成や超精密加工も行われるようになった。このような場合にも物質を原子レベルで考える必要がある。 固体物理学は、物質の性質をミクロな立場から見る学問である。ここでは熱的性質、電気的性質、光学的性質、磁気的性質など物質の基本的性質を原子・電子レベルのモデルから考える。基本的なモデルを理解し、そのモデルから導かれる結果が観測される現象といかに結びついているか議論する。 |
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| ［具体的な達成目標］ | ||||||
| （１）原子及び分子のが凝集して結晶になる仕組みを理解する （２）格子振動のモデルで比熱・熱伝導を理解する （３）金属の自由電子モデルを理解する （４）物質の分極の起源を理解し、光学的性質を説明できるようにする （５）物質の磁気の起源を理解し、磁性材料について考える （６）電子のバンドモデルを理解する （７）半導体物理の基本的事項を理解する |
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| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 本科目を学ぶためには、基礎物理学I、基礎物理学II、基礎物理学III、応用物理学I、応用物理学II、量子工学の内容を十分に理解していることが望ましい。 | ||||||
| ［評価基準］ | ||||||
| 評価は試験(80%)及びレポート(20%)で行う。試験では、(1)基本的なモデルを理解しているか、(2)モデルと物理現象との対応を理解しているか、(3)数式を見てそれが表している物理量やその変化をイメージできるか、(4)現実的数値を使った簡単な計算ができるか、などを問う。 | ||||||
| ［教科書］ | ||||||
| ［参考書］ | ||||||
| ［講義項目］ | ||||||
| １．原子及び分子の凝集、結晶 ２．固体の比熱モデル ３．格子振動 ４．格子振動と比熱、熱伝導 ５．自由電子モデル ６．電気伝導と自由電子モデル ７．金属の熱伝導とプラズマ振動 ８．物質の分極 ９．光学的性質 １０．物質の磁気の起源 １１．磁性共鳴と反磁性 １２．電子のバンドモデル １３．金属と絶縁体 １４．半導体 １５．半導体の応用 |
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| ［教育方法］ | ||||||
| 単に式を羅列するのではなく、概念図やグラフで物理的モデルや現象のイメージを描けるようにする | ||||||
| ［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］ | ||||||
| 機械および機械関連分野の分野別要件にある「材料と構造」のうち「材料の構造と組織」 個別キーワード：物性論、熱伝導 |
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| ［その他］ | ||||||
| オフィスアワー：後期火曜日５時限にＳ−２１６の教官室で質問・相談受け付けます | ||||||