Course Objectives
１．一様電場中の電子の運動に関する計算をすることができる。
２．一様磁場中の電子の運動に関する計算をすることができる。
３．移動度、電気伝導度、電気抵抗の関係を理解する。
４．金属・半導体・絶縁体の違いを、バンド理論と関連づけて理解できる。
Rubric
| 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 |
| 到達目標1 | 一様電場中の電子の運動について微分方程式を立てて、解くことができる。 | 一様電場中の電子の運動が等加速度運動であることが理解できる。 | 一様電場中の電子の運動がどうなるかわからない。 |
| 到達目標2 | 一様磁場中の電子の運動について微分方程式を立てて、解くことができる。 | 一様磁場中の電子の運動が円運動であることが理解できる。 | 一様磁場中の電子の運動がどうなるかわからない。 |
| 到達目標3 | 移動度、電気伝導度、電気抵抗の関係式を導くことができる。 | 移動度、電気伝導度、電気抵抗の関係式を使った計算ができる。 | 移動度、電気伝導度、電気抵抗の関係がわからない。 |
| 到達目標4 | 金属・半導体・絶縁体の違いを、バンド理論を用いて説明できる。 | 金属・半導体・絶縁体の違いを、バンド理論と関連づけて理解できる。 | 金属・半導体・絶縁体の違いが、バンド理論と関連づけられない。 |
Assigned Department Objectives
Teaching Method
Outline:
電子は電荷と磁気モーメントを持つ粒子であり、それぞれ電場と磁場による力（ローレンツ力）を受ける。本講義では、一様な電場・磁場中における電子の運動を、微分方程式を解くことにより理解する。この方法は、電気回路や振動場中での共鳴現象にも応用でき、電子工学を学ぶ上で非常に重要である。
Style:
電磁場中の電子の運動について学んだ後、導電材料や半導体の基礎的事項についても学習する。学習内容を説明した後、演習問題を解く。理解度を測るために頻繁に小テストを行う予定である。
Notice:
電磁場中の電子の運動については、物理の授業で用いた教科書を使用する。また、数値を用いた計算を行うので、関数電卓を用意すること。
Course Plan
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Theme |
Goals |
| 2nd Semester |
| 3rd Quarter |
| 1st |
運動方程式 |
運動方程式を立てて、解くことができる。
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| 2nd |
一定の力が働く物体の運動 |
一定の力が働く場合は、等加速度運動となることが理解できる。
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| 3rd |
１階微分方程式の計算 |
定係数１階微分方程式を解くことができる。
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| 4th |
一様電場中の電子の運動 |
平行平板間の電子の運動に関する計算をすることができる。
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| 5th |
２階微分方程式の計算 |
定係数２階微分方程式を解くことができる。
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| 6th |
電気回路への応用 |
ＬＣＲ直列回路に関する計算ができる。
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| 7th |
単振動への応用 |
単振動に関する計算ができる。
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| 8th |
中間試験 |
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| 4th Quarter |
| 9th |
２変数の微分方程式の計算 |
２変数の連立１階偏微分方程式を解くことができる。
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| 10th |
一様磁場中の電子の運動 |
一様磁場中の電子の運動（サイクロトロン運動）に関する計算をすることができる。
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| 11th |
物質中の電子の運動 |
物質中では、電子は散乱を受けながら運動することが理解できる。
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| 12th |
移動度、電気伝導度、電気抵抗 |
移動度、電気伝導度、電気抵抗に関する計算をすることができる。
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| 13th |
ホール効果 |
ホール効果に関する計算をすることができる。
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| 14th |
バンド理論 |
金属・半導体・絶縁体の違いを、バンド理論と関連づけて説明できる。
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| 15th |
真性半導体の電気伝導 |
真性半導体では、電子と正孔がキャリアになることが理解できる。
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| 16th |
期末試験返却 |
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Evaluation Method and Weight (%)
| 定期試験 | 小テスト | レポート・課題 | 発表 | その他 | Total |
| Subtotal | 50 | 40 | 10 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 30 | 10 | 0 | 0 | 70 |
| 専門的能力 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |