科目名[英文名]
応用熱統計力学   [Thermodynamics and Statistical Mechanics]
区分	共通科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	～	開講時期	前学期
授業形態	前学期	時間割番号	1060487
責任教員 [ローマ字表記]
三沢 和彦, 内藤 方夫   [MISAWA Kazuhiko, NAITO Michio]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

１９世紀の終わりに、これまで液体にならないと思われていた酸素と窒素が液化され、絶対零度への挑戦レースがスタートする。その後、１９０８年にヘリウムが液化され、物理の一分野として低温物理学が生まれる。低温物理学はより絶対零度に近づく技術開発と低温で見いだされる新しい物理現象の解明が車の両輪となって２０世紀に大きく進展した。本講義では、この２つの側面を熱統計力学と量子力学の基礎から丁寧に掘り起こし、物理現象の高いレベルの理解への到達をめざす。

到達基準

授業内容

第１部　低温物理学（５回） １－１　断熱膨張、永久気体（酸素、窒素、水素）の液化、ラボアジェの予言、 １－２　理想気体と実在気体、ファンデルワールス方程式、粒子間相互作用、液相と気相の間の相転移、一次相転移と二次相転移 １－３　粒子間相互作用のある系の統計力学 １－４　ジュール・トムソン効果と液化　気化冷却、希釈冷凍機 １－５　断熱消磁、レーザー冷却 第２部　量子統計（６回） ２－１　低温で見える量子化 ２－２　ボース粒子系の量子化　格子振動の量子化　格子振動による比熱と電気抵抗率 ２－３　フェルミ粒子系の量子化　電子の量子化、電子比熱、ランダウ準位　量子ホール効果 ２－４　半導体のバンド構造と統計力学 第３部　低温で起こる特異な量子現象（４回） ボース・アインシュタイン凝縮 超流動、4Heと3He 超伝導

履修条件・関連項目

履修条件ではないが、学部の熱物理学入門・熱統計力学、量子力学I・II、固体物理I・IIを履修しおくことが望ましい。

テキスト・教科書

教科書はなし。

参考書

キッテル：熱物理学（第２版，山下，福地共訳）　丸善（ISBN4-621-02727-1） ライフ「統計熱物理学の基礎（上）（中）（下）」吉岡書店

成績評価の方法

期間で２回出すレポート課題（重み各30％）、および、期末試験（重み40%）で成績評価を行う。

教員から一言

キーワード

オフィスアワー

オフィスアワー（講義曜日の13:00〜15:00）。オフィスアワー以外も質問は受け付ける。

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

語学学習科目

更新日付

2018/08/28 14:49:04