授業の形態
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アクティブラーニング
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授業内容と方法
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統計力学は，ミクロな世界の物理法則とマクロな世界の現象とを結びつける体系である。
授業は演習形式。演習問題のプリントを配布し，学生はその問題を解く。
学生が主体的に学ぶ授業を目指す。
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URGCC学習教育目標
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達成目標
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1．統計力学で用いる確率・統計学の概念，特に，期待値とゆらぎの意味，チェビシェフの不等式，大数の法則を理解する。[専門性]
2．エネルギー固有状態を求め，系の状態数を計算できる。[専門性]
3．ミクロカノニカル分布の考えを習得する。[専門性]
4．ミクロカノニカル分布を用いて，調和振動子系や２準位系の物理量を計算できる。[専門性] [問題解決力]
5．カノニカル分布の考えを習得する。[専門性]
分配関数の定義
物理量の期待値を分配関数で表す
エネルギーや比熱を導出する方法
分配関数とHelmholtzの自由エネルギーの関係
マクロな物理量との関係および整合性
6．以下の系の分配関数を求め，物理量を計算できる。[専門性] [問題解決力]
理想気体のエネルギーや圧力，エントロピー
常磁性体の磁化や磁化率
調和振動子系のエネルギーや比熱
２原子分子の熱容量
7．カノニカル分布の古典極限を理解する。[専門性] [問題解決力]
8．上記の様々な物理量を温度の関数としてグラフで表し，説明できる。[専門性] [問題解決力]
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評価基準と評価方法
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期末試験および小テスト・演習発表で評価する。
・期末試験：60％
・小テスト：20％
・演習発表：20％
担当問題の発表（答案の内容・板書・解説・質疑への対応）および他の学生の発表に対する質問や議論内容をあわせて評価する。
演習発表は単位認定に必須とする。
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履修条件
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統計力学(物物304)を同時履修すること，または履修済みであること。
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授業計画
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1. 序論（授業の目的・概要）と確率論の基礎
2. 統計学の基礎
3. 量子力学の基礎
4. 状態数
5. ミクロカノニカル分布
6. ミクロカノニカル分布を用いた計算（調和振動子と二準位系）
7. カノニカル分布
8. カノニカル分布と熱力学関数の関係
9. 理想気体１
10. 理想気体２
11. 常磁性体１
12. 常磁性体２
13. 調和振動子
14. 古典的な系・黒体輻射
15. 二原子分子
16. 期末試験
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事前学習
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予習を前提として授業を進める。
プリントの問題と教科書の関連ページを読んで，問題の設定を理解しましょう。知らない言葉・概念があれば調べましょう。
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事後学習
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復習を前提として授業を進める。
授業で解いた問題を，自分で解き，問題や解答について考察しましょう。
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教科書にかかわる情報
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9784563024376
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新物理学シリーズ / 山内恭彦監修 ; 37-38
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田崎晴明著
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培風館
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2008
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BA88185786
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教科書全体備考
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参考書にかかわる情報
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9784785380328
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久保亮五編
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裳華房
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1998
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BA37422840
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9784000076470
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物理入門コース / 戸田盛和, 中嶋貞雄編 ; 7
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戸田盛和著
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岩波書店
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1983
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BN0062034X
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9784061572089
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講談社基礎物理学シリーズ / 二宮正夫 [ほか] 編 ; 8
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北原和夫, 杉山忠男著
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講談社
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2010
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BB01742042
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参考書全体備考
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使用言語
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日本語
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メッセージ
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統計力学の基礎を理解し，問題を解く力をつけてください。そのためには授業以外の学習が必要です。自学自習して，分からない点があれば質問してください。
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オフィスアワー
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月・木の午前午後。
水の午後。
その他も在室中（理３０２）ならいつでも。
事前にメールを下さい。
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メールアドレス
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URL
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https://sites.google.com/site/tomoyosemphysics/statistical-mechanics
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