到達目標
材料の機能性につながる物性や現象の根源を微視的に理解し,論理的に考察できることを目的とする.ここで扱う現象等は限られているが,自身の研究や研究対象を例に微視的に説明することができることが望ましい.
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 | 固体内で軌道がどのように存在しているか簡単に説明できる. | 量子数と原子軌道,分子軌道を簡単に説明できる. | 量子数と原子軌道,分子軌道を簡単に説明できない. |
評価項目2 | 分子運動とスペクトルを関連づけて考察できる. | スペクトルと分子運動の関係を簡単に説明できる. | スペクトルと分子運動の関係を簡単に説明できない. |
評価項目3 | 分子運動と化学反応を関連づけて定量化できる. | 分子運動の種類と化学反応と分子運動の関連性を簡単に説明できる. | 分子運動の種類と化学反応と分子運動の関連性を簡単に説明できない. |
評価項目4 | 自身の研究内容を微視的観点から考察し,異なる分野の研究者に説明できる. | 自身の研究内容を異なる分野の研究者に簡単に説明できる. | 自身の研究内容を異なる分野の研究者に簡単に説明できない. |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-6
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JABEE 1(2)(d)(1)
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JABEE 1(2)(e)
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教育方法等
概要:
集合体固体としての性質や動的な現象について,物理化学的観点から講義をおこなう.また,各事項への理解を深める演習をレポート課題として課す.取り扱う内容は限られているので,講義で習得した知見や考え方を広く適用できるように,自主的に考える必要がある.
授業の進め方・方法:
講義を中心に行い,レポート課題でさらに理解を深める.細かい式の取り扱いよりも,現象の概観を見るように努めてもらいたい.また,前回の講義内容の復習を行って次の講義に臨むこと.なお,本科目は学習単位であり,60時間相当の学習が必要である.
注意点:
理解を助ける参考書として,アトキンス著/物理化学 (東京化学同人)やキッテル著/固体物理学入門 (丸善) 等がある.
各講義に関連した演習をレポートとして提出を求める.
授業計画は,学生の理解度に応じて変更する場合がある.
本科目は,60点以上の評価をもって,単位を認定する.
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 |
前期 |
1stQ |
1週 |
電子の性質・シュレディンガー方程式-1 |
電子の波動関数・シュレディンガー方程式について学ぶ.
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2週 |
電子の性質・シュレディンガー方程式-2 |
シュレディンガー方程式から得られる量子数と原子および分子形状について関連づけて説明できる.
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3週 |
回転スペクトルと振動スペクトル-1 |
回転スペクトルについて簡単に説明できる.
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4週 |
回転スペクトルと振動スペクトル-2 |
振動スペクトルについて簡単に説明できる.
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5週 |
結晶構造と逆格子空間 |
結晶の周期性と逆格子ベクトルを関連づけて取り扱うことができる.
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6週 |
回折法と構造 |
逆格子空間と回折現象を関連づけて取り扱うことができる.
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7週 |
分子の電気的性質 |
バンド構造や電気双極子に基づいて材料を分類できる.
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8週 |
分子の磁気的性質 |
磁気双極子に基づいて材料を分類し,磁気的性質について説明する.
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2ndQ |
9週 |
分子の運動と反応-1 |
様々な分子の運動を定式化し,重要な物理量について説明できる.
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10週 |
分子の運動と反応-2 |
分子のダイナミックな運動と反応を関連づけて説明できる.
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11週 |
固体表面の過程 |
固体表面の動的な現象について簡単に説明できる.
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12週 |
固体表面への吸着-1 |
固体表面の吸着モデルを簡単に説明できる.
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13週 |
固体表面への吸着-2 |
固体表面における触媒反応を説明できる.
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14週 |
動的電気化学 |
動的な電気化学現象について大まかに説明できる.
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
期末試験の答案返却・解説 |
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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 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 40 | 0 | 0 | 0 | 60 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 40 | 0 | 80 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 20 |