基礎統計力学(工学[電気・情報・化工・応化・マテ]、(機械))

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
基礎統計力学(工学[電気・情報・化工・応化・マテ]、(機械))
Introduction to Statistical Mechanics
A600380001 2 2 前期授業 理系基礎科目 FLPHY2938-J1 水3 B3-203 堀田 武彦

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授業目標

ミクロカノニカル集団、カノニカル集団、分配関数などの統計力学の基礎的概念を習得させ、統計力学の方法によって系の状態量を計算する方法を身に付けてもらいます。これにより、熱力学の諸概念をミクロな視点から捉え直すことができるようになります。より明確にいうと、以下の事項を達成目標とします。
1.統計力学の基本原理を理解し、説明できること。
2.ミクロカノニカル分布およびカノニカル分布の導出方法を理解し、詳しく説明できること。
3.上記の分布を正しく用いて問題を解くことができるようになること。

教科書

なし

参考書

森成隆夫「熱・統計力学 講義ノート」サイエンス社
長岡洋介「統計力学」岩波書店
グライナー、ナイゼ、シュテッカー「熱力学・統計力学」シュプリンガー

授業時間外の学習(準備学習等について)

授業時間だけは、この科目の内容を身につけることは可能ではありません。授業の復習を次の授業までに行って下さい。また、演習のための問題を授業の中で出題します。毎回の授業の復習に加えて、問題演習を通じて理解を深めて下さい。

授業の概要

熱力学における基礎的概念について概観した後、統計力学の枠組みについて説明します。さらに、統計力学を用いて、古典的理想気体、固体の振動、熱放射、量子理想気体の性質について説明します。

授業計画

1.はじめに
2.熱力学の概観
3.統計力学とは
4.ボルツマンの原理
5.古典的理想気体
6.固体の振動
7.熱輻射
8.固体の比熱
9.ギブスエントロピーと正準集団
10.正準分布と古典的理想気体
11.デバイ模型
12.空洞放射
13.量子理想気体(フェルミ分布とボーズ分布)
14.フェルミ縮退と自由電子気体
15.白色矮星
16.ボーズ・アインシュタイン凝縮

成績評価

授業目標の達成度を定期試験により評価します。合格するためには、授業目標(達成目標)の各項目について、少なくとも半分以上の理解や解答能力が必要です。