到達目標
1.古典的モデルで金属電子論を理解する。
2.量子論的モデルで金属電子論を理解する。
3.上記1と2を英語からも学びとることができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1
古典的モデルによる金属電子論の理解 | 古典的モデルの基礎仮定を正確に説明でき、同モデルに基づいて正確な物性計算ができる。 | 古典的モデルの基礎仮定を理解でき、同モデルに基づいて物性計算の式を立てることができる。 | 古典的モデルの基礎仮定を理解できず、同モデルに基づいて物性計算の式を立てられない。 |
評価項目2
量子論的モデルによる金属電子論の理解 | 量子論的モデルの基礎仮定を正確に説明でき、同モデルに基づいて正確な物性計算ができる。 | 量子論的モデルの基礎仮定を理解でき、同モデルに基づいて物性計算の式を立てることができる。 | 量子論的モデルの基礎仮定を理解できず、同モデルに基づいて物性計算の式を立てられない。 |
評価項目3
金属電子論を英語で理解 | 金属電子論を英語でも正確に理解できる。 | 金属電子論を英語でもある程度理解できる。 | 金属電子論を英語で全く理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
原著(SOLID STATE PHYSICS, Ashcroft/Mermin)を4分割した日本語訳の先頭巻(上・1巻)を中心に授業を行います。
金属電子論の基本的な理論体系をしっかり理解します。
授業の進め方・方法:
使用する教科書(固体物理の基礎 上・1)は原著の4分割の先頭部分に相当します。その中から金属の理論を中心に学びます。セミナー形式の発表・報告を取り入れつつ、授業を進めます。日本語だけでなく、英語によっても理解を深めます。
注意点:
基本的な理論体系を理解するためには「数学力」はもちろんですが「読解力」も大切です。教科書は英語原著の日本語訳ですが、理解や解釈が曖昧になりそうな箇所があれば、原著の対応する部分の英文を直接読み込みます。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス、固体物理学入門 |
各自の専攻と物性物理のつながりを理解できる。
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2週 |
金属のDrude理論 |
Drude理論の基礎仮定を理解できる。
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3週 |
金属電子気体の物性 |
金属電子気体の各種物性値を計算できる。
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4週 |
独立電子近似と自由電子近似 |
独立電子近似と自由電子近似を理解し説明できる。
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5週 |
自由電子の衝突時間・緩和時間 |
金属伝導論における衝突時間・緩和時間の役割を理解できる。
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6週 |
金属の直流電気伝導度 |
金属の直流電気伝導度を導ける。
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7週 |
Drudeモデルの限界 |
Drudeモデルの限界を具体例で示すことができる。
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8週 |
電子の波動性 |
電子の波動性を説明できる。
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4thQ |
9週 |
金属のSommerfeld理論 |
Sommerfeld理論の基礎仮定を理解できる。
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10週 |
Fermi-Dirac分布 |
Fermi-Dirac分布を説明できる。
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11週 |
自由電子のSchrödinger方程式 |
自由電子のSchrödinger方程式を解くことができる。
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12週 |
電子気体の基底状態の性質① |
電子気体の基底状態の性質を計算・説明できる。
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13週 |
電子気体の基底状態の性質② |
電子気体の基底状態の性質を計算・説明できる。
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14週 |
自由電子モデルの破綻 |
自由電子モデルの破綻を説明できる。
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15週 |
到達度試験 |
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16週 |
答案返却とまとめ |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |