| 授業方針・テーマ |
熱・統計力学 I に引き続き統計力学の枠組みについて述べ、その典型的な応用例のいくつかを考察する。とくに熱・統計力学Iの扱った古典統計力学の考え方を基礎に、量子統計力学さらには量子力学に支配される同種多粒子系の取扱いについて述べる。 |
習得できる知識・能力や授業の
目的・到達目標 |
統計力学の中でも特に現代物理学に欠かせない量子力学に基づいた量子統計力学について、その基礎及び応用力の習得を目指す（科学と技術の基礎理解）。またその過程において、物理学における数学的手法、より進んだ物理学の各分野の理解に必要となる基礎力・問題解決能力を習得する（総合的問題思考力）。さらに、基礎的事項をベースに論理を積み上げていく過程から、論理的思考法を身につける（論理的思考力）。 |
授業計画・内容
授業方法 |
【授業計画・内容】
量子統計力学的な考え方、その典型的な応用例を取り上げる。また、量子力学に支配される同種多粒子系の取扱いについて述べる。授業の進行は次のとおりである。
第1回 量子系の確率集団（ミクロカノニカル、カノニカル、グランドカノニカル）
第2回 さまざまな量子系：自由粒子系
第3回 さまざまな量子系：調和振動子、二準位系
第4回 ボーズ粒子とフェルミ粒子
第5回 ボーズ分布関数とフェルミ分布関数
第6回 理想フェルミ気体：絶対零度
第7回 理想フェルミ気体：有限温度
第8回 理想ボーズ気体
第9回 格子比熱と電子比熱
第10回 相転移理論：一般論
第11回 相転移理論：イジングスピン系
第12回 相転移理論：ランダウ理論
第13回 相転移理論：臨界指数とスケーリング則
第14回 ボルツマン方程式
第15回 総説
【授業方法】
板書により講義を進める。 |
| 授業外学習 |
基本的な内容はすべて書くため、毎回ノートの読み返しを行なうことで理解を深められる。レポートには授業で取り上げた内容などを出すため、授業外学習としてのノートの読み返しは非常に重要である。 |
| テキスト・参考書等 |
特になし。熱力学、統計力学の本は多数あるので、各自自分の読みやすい参考書を用意するとよい。 |
| 成績評価方法 |
期末試験により評価する。授業で取り上げた内容から出題し、授業で学んだ事項・計算手法などを理解しているかを評価する。なお、中間試験は行わない。 |
質問受付方法
(オフィスアワー等) |
オフィスアワーは特に設定しないが、直接質問したい場合は 随時受け付けるので、事前にmori@phys.se.tmu.ac.jpまでメールを送り、アポイントメントをとること。 |
特記事項
(他の授業科目との関連性) |
授業科目の関連性など：「物理学演習Ⅵ」と共に履修すること。
関連科目：熱・量子基礎、物理数学I・II、量子力学I・II、物性物理学基礎I・II |
| 備考 |
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シラバス照会