2025年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 物性物理学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 高野 良紀 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M22O |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 水素類似原子中の電子状態を理解することができる。固体の結晶構造と結晶構造を決定するためのX線結晶構造解析を理解することができる。結晶格子の示す性質として格子振動について理解することができる。格子の作る周期ポテンシャル中での電子の振る舞いについて理解することができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 主に板書による講義形式。必要に応じて資料を配布し、パワーポイントなどを用いて、資料に基づいた解説を行う。 複数回のレポート提出を予定しているが、レポートについては採点後、返却する。 |
| 履修条件 | 電磁気学、熱力学、量子力学を履修していることが望ましい。 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンスおよび元素と周期律（物性物理学とは何か。原子中の電子配置と周期表の見方。4つ量子数。水素類似原子のシュレーディンガー方程式の解法の概略。特殊関数。） | 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事後学習】4時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 原子の中の電子（多電子原子。ハートリー近似。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第3回 | 結晶構造1（結晶学の歴史。2次元の仮想結晶と3次元結晶の晶系とブラベー格子。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第4回 | 結晶構造2（2次元の仮想結晶と3次元結晶の結晶点群。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第5回 | 結晶構造3（2次元の仮想結晶と3次元結晶の空間群。簡単な例。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第6回 | 結晶構造4（2次元の仮想結晶と3次元結晶の空間群。簡単な例。続き。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第7回 | 結晶構造5（結晶面、晶帯方程式 、簡単な結晶構造。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第8回 | X線回折１（ブラッグの回折条件。エバルトの作図。散乱波の強度。ラウエの回折関数。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第9回 | X線回折２（結晶構造因子と原子散乱因子。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第10回 | 格子振動1（同一原子からなる1次元格子の分散関係。ブリルアン・ゾーン。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第11回 | 格子振動2（2種類の原子からなる1次元格子、3次元格子の分散関係。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第12回 | 格子比熱（原子核の振動。アインシュタイン比熱。デバイ比熱。高温近似と低温近似。物性物理学で使われるリーマンのゼータ関数） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第13回 | エネルギーバンド理論1（井戸型ポテンシャル中の電子とその応用。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第14回 | エネルギーバンド理論2（周期ポテンシャル中の電子。クローニッヒ・ペニー･モデル。） | 【事前学習】配布されたプリント中の指示された場所の内容、あるいは口頭で指示された内容について、指定された参考書などを用いて調べる。 【事後学習】配布されたプリントなどを参考にして、講義の内容を整理する。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第15回 | 平常試験及びその解説 | 【事前学習】これまでに行われた講義内容を整理し、すべての内容を理解しておく。 | 【事前学習】4時間 |
その他
| 教科書 |
教科書は特に指定しません。
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| 参考書 |
C. Kittel 『固体物理学入門[9784621076538]』 丸善
花村栄一 『固体物理学[9784785320256]』 裳華房
花村栄一 『固体物理学[9784785381042]』 基礎演習シリーズ 裳華房
C.Kittelの固体物理学入門にはいろいろな版があります。世界のスタンダードですが、内容が多岐にわたっていて、計算が省略されているところが多いので、少し難しいかもしれません。花村栄一著の固体物理学は同一著者による演習書と一緒に使うと理解が深まると思います。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート課題(40%)と理解度確認期間中の試験(60%) |
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定期試験等に ついて |
定期試験を実施予定 |
| 質問への対応 | 対面または電子メールによる対応。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎7号館1階711D室。 メールアドレスは授業中に通知する。 |
| 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 |
物性物理学は、身の回りにある物質の性質を明らかにするためのものであり、現実の世界と密接にかかわっています。 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。 |