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超伝導の科学

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令和２年度以降入学者 超伝導の科学
教員名 高橋博樹
単位数    2 学年    4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 選択
授業形態 対面授業
Canvas LMSコースID・コース名称 R053252R8　2024超伝導の科学（高橋博樹・後・火3）
授業概要 超伝導についてどのような現象かを説明し、基礎から応用まで講義を行う。、
授業のねらい・到達目標 物質は極低温下において我々の常識を越えた性質を示す。超伝導現象がその一つの例であり、電気抵抗がゼロになるという劇的な性質を持っている。この現象を理解するために基礎的なことがらから現象全般についてまでを理解できるようになる。

物事を既存の知識にとらわれることなく、科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し、その本質を捉えたうえで他者を説得させることができる。(A-3-4)

この科目は文理学部（学士（理学））のDP3及びCP3に対応しています。
授業の形式 講義
授業の方法 必要に応じて固体物理学の復習を行いながら、授業を進める。本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とする。
評価などのフィードバックや質問等への対応は対面時またはCanvas LMSで示す。
履修条件 特になし
授業計画
1 ガイダンス　超伝導研究の歴史について概観する (A-1~8)
【事前学習】シラバスを読み、授業全体の流れを理解すること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
2 典型的な性質としてのゼロ抵抗について(A-1~8)
【事前学習】電気抵抗とは何かということを復習してくること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
3 金属の電子状態を理解するための電子のバンド理論について(A-1~8)
【事前学習】電気抵抗に注目して、金属と半導体の違いを予習すること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
4 超伝導を発現させるための物質へのドーピング(A-1~8)
【事前学習】電子と正孔について復習してくること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
5 高温超伝導体である銅酸化物超伝導体について(A-1~8)
【事前学習】電気抵抗測定法について復習する （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
6 超伝導現象の磁気的性質と熱力学的取扱い(A-1~8)
【事前学習】磁性をどのように数値化するか復習する （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
7 磁場侵入長とロンドン方程式(A-1~8)
【事前学習】元素の周期律表を思い出そう （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
8 超伝導の電子状態(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
9 様々な超伝導体　開発指針(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
10 実験技術　高圧下の電気抵抗測定(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
11 実験技術　様々な高圧装置(A-1~8)
【事前学習】深海や地球の中心の圧力はいくらか考えてくる （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
12 高圧下の物性物理学（結晶構造）(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくること （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
13 高圧下の物性物理学（電子構造）(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくる （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
14 超伝導体の圧力効果(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくる （2時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （2時間）
【授業形態】対面授業
15 日本大学での超伝導研究(A-1~8)
【事前学習】前回の講義を復習してくる （2時間）
【事後学習】これまでの講義を一通り振り返る （2時間）
【授業形態】対面授業
その他
教科書 なし
参考書 授業中に指示する
成績評価の方法及び基準 レポート(80%)、授業参画度:発言とディスカッションによる(20%)
成績は、授業内小テストとレポート内容及び提出状況等で評価する。事情があって授業に参加できない場合は、提出されたレポート内容で評価する。
オフィスアワー 授業終了後電子メールで質問を受け付ける。

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