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物性物理化学特論Ⅰ

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科目名 物性物理化学特論Ⅰ
教員名 藤森裕基
単位数    2 課程 前期課程 開講区分 文理学部
学期 後期 履修区分 選択必修
授業概要 統計力学
授業のねらい・到達目標 物質を構成する原子、分子、電子等の量子力学的エネルギー状態を基に、統計学的手法を用いて物質の熱力学的性質をはじめとする性質を理解する。また、巨視的物性をミクロな立場から説明する学問体系である統計力学について学ぶ。
授業の方法 板書を中心とした講義および演習を中心に行う。
授業計画
1 ガイダンス・統計力学の概略
事前学習:シラバス内容の確認
事後学習:学修内容の整理
2 ボルツマン分布の導出
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
3 分配関数の重要性
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
4 並進運動・回転運動からの寄与
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
5 振動・電子状態からの寄与
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
6 エネルギーの基本式
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
7 並進運動・回転運動からの寄与
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
8 振動・電子状態・スピンからの寄与
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
9 アンサンブルの概念
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
10 平均エネルギーの導出
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
11 内部エネルギーの計算と熱容量の導出
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
12 エントロピーと分配関数
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
13 熱力学関数の導出
事前学習:参考書等の関連する部分を熟読する
事後学習:参考書等の問題を解いて,理解を深める
14 レポート作成に関する議論
事前学習:レポートのテーマを準備する
事後学習:レポートの作成
15 これまでの復習・解説を行い授業の理解を深める
事前学習:レポートの作成
事後学習:総復習により,統計力学に関する理解を深める
その他
教科書 使用しない
参考書 中野元裕・上田貴洋・奥村光隆・北河康隆 訳 『アトキンス 物理化学』 東京化学同人 2017年 第10版
藤森裕基・松澤秀則・筑紫格 訳 『マッカーリ 化学数学』 丸善出版 2014年 第1版
成績評価の方法及び基準 レポート(90%)、授業参画度(10%)
オフィスアワー 開講時に指示する

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