2021年 理工学部 シラバス - 精密機械工学科
設置情報
| 科目名 | 機能性材料 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 精密機械工学科 | 学年 | 4年 |
| 担当者 | 内木場 文男 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | G12F |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 材料を構造物として取り扱うことのほかに、材料の機能そのものに着目し利用することが機械系学生にも必要になる。本講義においては電子・原子の振る舞いを記述する固体物理学をベースにして材料の熱的、化学的、光学的、電気的な性質を解明し、機能性材料の機能発現のメカニズムの基礎を修得することを目標とする。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
新型コロナウイルスの感染拡大防止の観点から対面とメディアを併用した「ハイブリッド型授業」を実施する。ただし、状況に応じて変更をするので、確認の上、受講をすること。 教員の実務経験をもとに機械系技術者として一連の機能性材料の知見を与える。 |
| 履修条件 | 材料学、機械材料、電磁気学等の材料物性について基礎的な講義をすでに受講していることが望ましい |
授業計画
| 第1回 | 機能性材料概説 機能性材料とは 【事前学習】3年生までに修得した構造材料に関することを復習し，理解しておくこと（120分） 【事後学習】機能性材料の概念を教科書をとおして復習する（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 古典論と量子力学 原子スペクトル 電子の波動性 不確定性原理 【事前学習】教科書の該当箇所，「原子スペクトル 電子の波動性 不確定性原理」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第3回 | 量子力学１ シュレディンガ―方程式 【事前学習】教科書の該当箇所，「シュレディンガ―方程式」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第4回 | 量子力学２ 物質中の伝導電子 【事前学習】教科書の該当箇所，「物質中の伝導電子」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第5回 | 課題の解説と演習問題 古典論と量子力学，量子力学 【事前学習】該当箇所，「古典論と量子力学，量子力学」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答を見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第6回 | 統計力学 フェルミ分布 ボーズ分布 【事前学習】教科書の該当箇所，「フェルミ分布 ボーズ分布」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第7回 | 電気抵抗 有効質量 オームの法則 【事前学習】教科書の該当箇所，「有効質量 オームの法則」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第8回 | 金属・半導体・絶縁体１ 周期ポテンシャルでのシュレディンガ―方程式 【事前学習】教科書の該当箇所，「周期ポテンシャルでのシュレディンガ―方程式」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第9回 | 金属・半導体・絶縁体２ エネルギーのバンド構造 半導体の電気伝導 【事前学習】教科書の該当箇所，「エネルギーのバンド構造 半導体の電気伝導」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第10回 | 課題の解説と演習問題 統計力学，電気抵抗，金属・半導体・絶縁体 【事前学習】該当箇所，「統計力学，電気抵抗，金属・半導体・絶縁体」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答を見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第11回 | 磁性体 磁気モーメント 強磁性と相転移 キュリーワイスの法則 【事前学習】教科書の該当箇所，「磁気モーメント 強磁性と相転移 キュリーワイスの法則」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第12回 | 誘電体 固体の光学的・誘電的性質 【事前学習】教科書の該当箇所，「固体の光学的・誘電的性質」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第13回 | 格子振動 単一原子１次元格子振動 ２種類の原子の１次元格子振動 【事前学習】教科書の該当箇所，「単一原子１次元格子振動 ２種類の原子の１次元格子振動」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第14回 | 課題の解説と演習問題 磁性体，誘電体，格子振動 【事前学習】教科書の該当箇所，「磁性体，誘電体，格子振動」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答を見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第15回 | 課題の出題 【事前学習】これまでの教科書，ノート一通り復習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】課題の出題の意図を理解しレポートにまとめる(120分） |
その他
| 教科書 |
都甲潔 『電子物性』 電気電子工学シリーズ 朝倉書店 2008年 第初版
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| 参考書 |
一ノ瀬昇編著 『電気電子機能材料 』 オーム社 2003年 第2版
神藤欣一著 『機能材料の基礎知識 』 産業図書 1995年 第1版
C. キッテル 『キッテル 固体物理学入門 第8版〈上、下〉』 丸善 2008年 第8版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業の課題レポート，また，まとめレポートをとおして総合的に理解度を判定し、評価に用いる |
| 質問への対応 | 随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
5号館2階 521号室 E-mail uchikoba.fumio@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 15:00 ～ 16:30
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| 学生への メッセージ |
機能性材料は、ナノテクノロジーへの入り口です。積極的に受講をしてください |