授業科目名				担当教員
統計力学				石川　陽
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	金	II
［概要］
統計力学とは，物質を構成する原子，分子，電子の運動や相互作用など微視的情報から，確率統計の考え方を取り入れて，巨視的な性質を導く理論体系である．つまり，巨視的性質を経験則によって説明する熱力学に対して微視的根拠を与え，ミクロとマクロをつなぐ役割を担っている．気体，液体，固体などの物質の性質は，極めて多数の粒子の振る舞いで決まるが，個々の粒子を追跡することは不可能である．もし可能だとしても，個々の粒子とそれらの相互作用から，極めて多数の粒子の集団的性質を予言できるものではない．物質の性質を微視的性質から理解するためには，粒子を個別にではなく集団としてとらえなければならない．そこには，極めて物理学らしい概念，考え方，計算手法が現れる．本講義では，それら統計力学の基本的な考え方を学び，代表的な演習問題を解くことで，物理学や化学の問題に対しての統計力学の有用性を理解する．そして，原子や分子を操作し新しい機能を持つ材料を作製，分析，応用する，最先端の物質工学の根本となる専門的知識技術の習得を目指す．
［具体的な達成目標］
微視的な性質から物質の巨視的な性質を導き，熱力学に対して微視的な根拠を与える，統計力学という理論体系の考え方，基礎的知識，基本的問題への応用力を習得するために，以下の達成目標を目指す． （１）ミクロカノニカル分布の考え方を，例題を用いて説明できる． （２）カノニカル分布の考え方を，例題を用いて説明できる． （３）グランドカノニカル分布の考え方を，例題を用いて説明できる． （４）ボース分布，フェルミ分布，マクスウェル-ボルツマン分布について説明できる． （５）統計力学を応用し，基本的な問題を解くことができる． （６）物質工学における統計力学の有用性を説明できる．
［必要知識・準備］
熱力学，初等力学，初等量子論，量子力学，微分積分学，複素関数論．
［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  80  % 具体的な達成目標に対する達成度を評価する．  2 小テスト／レポート  20  % 定期的に出題するレポート問題によって理解度を評価する．
［教科書］
独自の講義ノートを用いる．
［参考書］
田崎 晴明, 統計力学I・II, 培風館, ISBN:978-4563024376 市村 浩, 統計力学, 裳華房, ISBN:978-4785321345 藤井 勝彦, 統計力学, 内田老鶴圃/マグロウヒル出版, ISBN:978-4895013970 久保 亮五, 大学演習 熱学・統計力学, 裳華房, ISBN:978-4785380328 久保 亮五, 統計力学, 共立出版, ISBN:978-4320034235
［講義項目］
第１回：熱力学 第２回：確率論の基礎 第３回：ミクロカノニカル分布 第４回：カノニカル分布 第５回：グランドカノニカル分布 第６回：ボース分布とフェルミ分布 第７回：マクスウェル-ボルツマン分布 第８回：２元合金の秩序無秩序転移 第９回：液晶の相転移 第１０回：イジング模型 第１１回：ランダウ理論 第１２回：固体比熱 第１３回：電子比熱とフェルミ縮退 第１４回：ボース-アインシュタイン凝縮 第１５回：総括評価・まとめ
［教育方法］
講義で学んだ統計力学の基本的な考え方を，代表的な演習問題へ応用することで，理解度を深めるとともに知識の定着を目指し，応用力を身につける．
［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)