科目番号
教室
登録人数
履修登録方法
対面/遠隔
物物314
[木2]理313
45
抽選対象
対面授業
開講年度
期間
曜日時限
開講学部等
2018
後学期
木2
理学部物質地球科学科
講義コード
科目名[英文名]
単位数
400870002
統計力学演習
2
担当教員[ローマ字表記]
眞榮平 孝裕
授業の形態
アクティブラーニング
授業内容と方法
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。
URGCC学習教育目標
自律性、問題解決力、専門性
達成目標
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]
評価基準と評価方法
期末試験および小テストで評価する。
・期末試験：80％
・小テスト：20％
履修条件
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。
授業計画
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
事前学習
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。
事後学習
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。
教科書にかかわる情報
教科書全体備考
演習問題のプリントを配布する。
参考書にかかわる情報
参考書
書名
大学演習熱学・統計力学
ISBN
9784785380328
備考
著者名
久保亮五編
出版社
裳華房
出版年
1998
NCID
BA37422840
参考書
書名
統計力学
ISBN
9784061572089
備考
講談社基礎物理学シリーズ / 二宮正夫 [ほか] 編 ; 8
著者名
北原和夫, 杉山忠男著
出版社
講談社
出版年
2010
NCID
BB01742042
参考書
書名
統計力学（物物３０４）で使用する教科書
ISBN
備考
著者名
出版社
出版年
NCID
参考書全体備考
使用言語
日本語
メッセージ
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。
オフィスアワー
いつでも遠慮なく
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