授業科目名	固体物理学
時間割番号	TAM303
担当教員名	有元　圭介
開講学期・曜日・時限	前期・火・II	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
固体物理学は、固体の電気的・機械的特性等を理解するために生まれた学問である。電磁気学・量子力学・熱統計力学などを材料物性に応用する手法と、固体物理学独自の方法論を習得する。
＜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(～2023年度入学生)>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 1.基礎的知識 物理学 ◎ AM-B 2.専門的知識・技術 材料科学 ○ AM-C 量子デバイス ○
＜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 電磁気学・量子力学・統計力学等の基礎的事項を理解する。 AM-A 2 固体の機械的性質、誘電的性質、磁気的性質、電気的性質、光学的性質を説明できる。 AM-B 3 結晶構造、逆格子空間、分子や結晶の成り立ち、エネルギーバンドを説明できる。 AM-C
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 40% テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する 2 30% テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する 3 30% テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する 合計 100%
＜授業の方法＞
面接授業とする。 やむを得ずオンラインになる場合はライブ型で実施する。 予習用資料等はMoodleに掲載する。 ※ 感染症の状況により、以下の対策を講じることがある。 　 学生間の距離はできるだけ空ける 　 定期的に窓を開けて、換気を行う 　 授業前、後に手洗い・手指消毒を徹底する
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
電磁気学、量子力学、振動・波動論、フーリエ解析の基礎知識を身につけていることが望ましい。同時期に開講される統計力学を受講することを推奨する。
＜テキスト＞
矢口裕之, 初歩から学ぶ固体物理学, 講談社, ISBN:978-4-06-153294-6
＜参考書＞
黒沢達美, 物性論　－固体を中心とした－（改訂版）, 裳華房, ISBN:978-4-7853-2138-3
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 結晶構造・結晶の対称性 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 結晶を特徴づける対称性について学ぶ 2 タイトル 逆格子空間 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 固体中でのX線・電子線・格子振動について考察し、逆格子空間の概念を導く 3 タイトル 固体中の原子の結合 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 金属結合・イオン結合・共有結合の成り立ちを学ぶ。共有結合の結合・反結合起動について考察する 4 タイトル 格子振動 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 格子振動について学び、分散関係を導く 5 タイトル フォノンと固体の熱的性質 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 フォノンの概念に触れ、固体の比熱・熱伝導を統計力学を用いて説明する 6 タイトル 自由電子論 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 自由電子の分散関係や逆空間・フェルミ面などの概念に触れる 7 タイトル エネルギーバンド構造（ほとんど自由な電子の近似） 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 ほとんど自由な電子の近似を用い、エネルギーバンド構造を導く 8 タイトル エネルギーバンド構造（強結合近似） 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 強結合近似を用い、エネルギーバンド構造を導く 9 タイトル 金属・絶縁体・半導体 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 エネルギーバンド理論を用い金属・絶縁体・半導体の電気的性質の違いを理解する 10 タイトル 固体中の電気伝導 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 電気伝導の現象論的説明や波数空間での電子の運動方程式について学ぶ。移動度、散乱等の概念に触れる。 11 タイトル 固体の誘電的性質 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 マクスウェル方程式や電磁気学の基本概念を用い、固体の誘電的性質を導く。 12 タイトル 固体の光学的性質 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 複素屈折率の概念を導入し、反射率の周波数依存性等を導く。 13 タイトル 磁性 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 電磁気学の基礎を復習し、磁性に関する基礎的な事柄を学ぶ。 14 タイトル 超伝導 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 課題に取り組む。 授業内容 超伝導の基礎的な事柄を学ぶ。 15 タイトル 総括 事前学習 事後学習 Moodleの資料と教科書を使って予習を行う。 授業の内容を復習する。 授業内容 演習問題に取り組み、重要事項の復習を行う。 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
前年度からの大きな変更はありませんが、授業で使用する説明資料を適宜修正します。
＜備考＞
(未登録)