2020年 大学院理工学研究科 シラバス - 物理学専攻
設置情報
科目名 | 固体電子論Ⅰ | ||
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設置学科 | 物理学専攻 | 学年 | 1年 |
担当者 | 高野 良紀 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M52D |
クラス |
概要
学修到達目標 | 超伝導の基礎となるBCS理論とそれに関連した固体電子論に関する内容が理解できる。 |
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授業形態及び 授業方法 |
板書による講義。 |
準備学習(予習・ 復習等)の内容・ 受講のための 予備知識 |
学部設置の物性物理学Ⅰ、Ⅱを履修していることが望ましい。 |
授業計画
第1回 | ガイダンス並びに、超伝導、低温物理および熱力学に関する演示実験を行う。 【事後学習】行われた演示実験の背景にある物理について理解をする。(4時間) |
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第2回 | 超伝導の基本的性質(完全電気伝導性、完全反磁性)、現象論的解析(ロンドン方程式、超伝導の熱力学、コヒーレンス長、第2種超伝導体、磁束の量子化) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第3回 | 自由電子状態1(シュレディンガー方程式、状態密度、電子比熱) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第4回 | 自由電子状態2(理想フェルミ気体のエントロピー) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第5回 | 格子振動(格子比熱) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第6回 | クーロン相互作用(トマス-フェルミ近似)、電子フォノン相互作用 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第7回 | フォノンを媒介とした電子間相互作用、第2量子化 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第8回 | クーパー対、還元されたBCSハミルトニアン、BCS基底状態、平衡状態 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第9回 | 基底状態からの励起とエネルギーギャップ、状態密度 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第10回 | 有限温度のスペクトルと超伝導転移温度 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第11回 | ギャップ方程式1(ガンマ関数とその性質、ベータ関数とその性質、オイラーの定数) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第12回 | ギャップ方程式2(ダイガンマ関数、リーマンのゼータ関数とその微分) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第13回 | ギャップ方程式3(ウォリス積、Tcの式) 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
第14回 | レポート課題の説明 【事前学習】これまでに行われた講義内容全体を整理しておく。(2時間) 【事後学習】レポートの作成(2時間) |
第15回 | 15レポート課題の解答 【事前学習】前回に課されたレポートの作成(4時間) |
その他
教科書 | |
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参考資料コメント 及び 資料(技術論文等) |
青木秀夫 『超伝導入門』 物性科学入門シリーズ 裳華房 2014年 第3版
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成績評価の方法 及び基準 |
レポート(100%) |
質問への対応 | 随時。 |
研究室又は 連絡先 |
7号館1階711D 室。メールアドレスなどは初回の講義で伝える。 |
オフィスアワー |
火曜 駿河台 12:10 ~ 13:20
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学生への メッセージ |
講義の進み具合に応じて、シラバス通りにならない可能性がありますが、その場合には講義の中で、事前に連絡します。 |