科目名
(英訳)
統計力学I
Statistical Mechanics I
標準履修年次 3 単位数 3.0
科目番号 開設曜時限 実施学期 担当教官名 研究室 電話
FF45021 (物性工学)水5・金5春学期鈴木博章3F5245598
FF55021 (物質・分子工学)

授業概要

熱力学が深い洞察に基づいて熱的現象を体系化するのに対し、統計力学は同様の熱的現象をごく単純な基本原理から出発して演繹的に解き明かすものである。これによりミクロの法則とマクロの物性の関係が明確になる。工学の基礎として重要である。統計力学1では、統計力学のもとになる考え方とその簡単な応用を学ぶ。概念が抽象的で数学的方法が多用されるのため難解になりがちであるが、例題を通して理解を深め、実際の問題に活用できるようにしてゆきたい。

授業内容

1.2価モデルと統計力学の基本原理(スピンモデル、状態と多重度)
2.エントロピーと温度(熱的に接触している系)
3.ボルツマン因子と分配関数、ヘルムホルツの自由エネルギー
4.理想気体(古典領域)
5.熱輻射
6.化学ポテンシャル(拡散的に接触している系)
7.ギブス因子と大きな状態和
8.理想気体(フェルミ統計、ボーズ統計)、状態密度

成績評価規準

中間試験および期末試験により評価

試験日程予定

期末試験は期末試験週間に実施する。中間試験日は授業の進行を見て決定する。

教科書

熱物理学(キッテル、クレーマー著、山下次郎、福地充訳、丸善)
これに加え、この教科書をまとめた講義資料を配布する。

学習上の注意

統計力学の性質上、簡単な原理から徐々に積み上げてゆく構成となる。したがって、授業の進行に遅れると内容を理解する上で大いに支障になるので注意が必要である。
また、授業前に教科書該当部分の精読を求める。

履修上の注意

熱力学を修得済みであることは履修のための必須条件である。