到達目標
１．統計力学におけるアンサンブルの基本について説明できる。
２．各種分配関数の基本について説明できる。
３．統計力学と熱力学変数との関係について説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安(優) | 標準的な到達レベルの目安(良) | 未到達レベルの目安(不可) |
| 評価項目1 | 統計力学における分布とアンサンブルの基本につい説明できる。 | 統計力学における分布とアンサンブルの基本につい理解できる。 | 統計力学における分布とアンサンブルの基本につい理解できない。 |
| 評価項目2 | 各種分配関数の基本について説明できる。 | 各種分配関数の基本について理解できる。 | 各種分配関数の基本について理解できない。 |
| 評価項目3 | 統計力学と熱力学変数との関係について説明できる。 | 統計力学と熱力学変数との関係について理解できる。 | 統計力学と熱力学変数との関係について理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する共通基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA② 自主的・継続的な学習を通じて、共通基礎科目に関する問題を解決できる。
教育方法等
概要:
物理学特論Ⅲでは、統計力学の基本について学ぶ。統計力学は、マクロな物質を構成する膨大なミクロな粒子の集団的性質を理解する学問であり、量子力学と並んで現代および先端物理学の重要な柱である。本授業科目では、統計力学の原理を理解するために、基礎的概念とその応用例について講義する。
授業の進め方・方法:
物理学特論Ⅲでは、初等的でない物理や数学を扱う機会が多い。納得した理解を得るために、教科書記載の数式の導出や量子数学に関する練習問題を解くことを勧める。
注意点:
物理学特論Ⅲでは、本科で履修した数学的内容以外に、物理学の知識も不可欠である。少なくとも、本科で履修した数学、物理、理論化学をよく復習しておくこと。
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 |
統計力学における分布 |
統計力学における分布について説明できる。
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| 2週 |
統計力学における分布 |
統計力学における分布について説明できる。
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| 3週 |
最も確からしい微視的状態 |
最も確からしい微視的状態について説明できる。
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| 4週 |
最も確からしい微視的状態 |
最も確からしい微視的状態について説明できる。
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| 5週 |
Boltzmann分布について |
Boltzmann分布について説明できる。
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| 6週 |
アンサンブルといろいろな分布 |
アンサンブルといろいろな分布について説明できる。
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| 7週 |
カノニカル分配関数と熱力学量との関係 |
カノニカル分配関数と熱力学量との関係について説明できる。
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| 8週 |
分子分配関数の計算 |
分子分配関数の計算方法について説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
分子分配関数の計算 |
分子分配関数の計算方法について説明できる。
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| 10週 |
位相空間とエルゴード性 |
位相空間とエルゴード性について説明できる。
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| 11週 |
エントロピー |
エントロピーについて説明できる。
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| 12週 |
化学ポテンシャルとグランドカノニカルアンサンブル |
化学ポテンシャルとグランドカノニカルアンサンブルについて説明できる。
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| 13週 |
量子力学に従う粒子の集合 |
量子力学に従う粒子の集合について説明できる。
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| 14週 |
量子力学に従う粒子の集合 |
量子力学に従う粒子の集合について説明できる。
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| 15週 |
ゆらぎと緩和 |
ゆらぎと緩和について説明できる。
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| 16週 |
定期試験 |
第1週から第15週の内容
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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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |