【熱統計力学演習】
(Exercises in Thermal and Statistical Mechanics )
[物理学科 3群 A選択 科目(配当年次: 第2学年 ) ]
 
単  位:2単位 単位認定者: 佐々木伸
授業期間: 後期  15コマ 科目分担者:
授業形態: 演習  週1コマ
 
授業の目的

熱力学・統計力学で学ぶ簡単な問題を完全に理解し、より高度な問題や学習に対応できる力を身につける。

教育内容

具体的な問題設定を通じて熱力学・統計力学で学ぶ内容を理解する。

教育方法

毎回、熱力学・統計力学に関する問題を解き、提出。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

温度と熱現象

佐々木

熱力学第一法則を復習する。

2回

断熱過程

佐々木

断熱膨張、断熱圧縮について学ぶ。

3回

熱平衡状態とエントロピー

佐々木

エントロピーの計算を行う。

4回

熱機関の計算

佐々木

カルノーサイクルについて理解する。

5回

熱力学特性関数

佐々木

エンタルピー、ヘルムホルツの自由エネルギー、ギブスの自由エネルギーについて学ぶ。

6回

熱力学的関係式

佐々木

各種熱力学的物理量の関係を学ぶ。

7回

熱力学第二法則とエントロピー

佐々木

熱力学第二法則について学ぶ。

8回

熱力学の応用

佐々木

物質の熱反応について学ぶ。

9回

統計力学の基礎

佐々木

統計力学の基礎を復習する。

10回

物質のミクロな状態と確率

佐々木

ミクロな状態を位相空間において理解する。

11回

粒子の統計的集合

佐々木

統計的集合とエントロピーについて学ぶ。

12回

ボーズ統計とフェルミ統計

佐々木

ボーズ・アインシュタイン凝縮。フェルミ分布。

13回

分配関数

佐々木

様々な物理系の分配関数を計算する。

14回

小正準集団、正準集団、大正準集団

佐々木

様々な統計的集団を表す簡単な系で物理量を計算する。

15回

まとめ

佐々木

全体の確認と復習、進んだ話題について学習する。

 
到達目標

熱力学・統計力学の理解を深め、具体的な問題を解けるようになる。

評価基準

毎回の小テスト提出実績と期末試験の結果で総合的に評価する。

準備学習
(予習・復習)

「熱・統計力学I」の講義に必ず出席し、教科書を熟読しておくこと。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 熱・統計力学演習 (理工基礎物理学演習ライブラリ (4)) 瀬川洋、香川喜一郎、堀辺稔 サイエンス社 1748円+税
参考書 大学演習 熱学・統計力学 久保亮吾 裳華房 3700円