2024年度/2B30272001 (府大)

【水2】統計物理学II <後期>

調和振動子の統計力学から、熱放射や固体の比熱がどのように説明できるのかを論じる。粒子数が変化するグランドカノニカル分布を導入した後、量子統計の考え方を示し、理想フェルミ気体や理想ボース気体の取り扱い方法を講義する。最後に、相転移の統計力学の初歩を議論する。

担当教員氏名

神吉 一樹

科目ナンバリング

CSPHY3414-J1 (府大)

授業管轄部署

理学部

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

3年 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

莫大な数の粒子からなるマクロな系の取り扱い方を修得することを目指す。熱放射や固体の比熱といった基本的な現象を理解する。理想フェルミ気体や理想ボース気体の取り扱い方法を習得する。統計力学の考え方を用いて関連した物理現象を説明できるようになることを目標とする。

各授業回の説明

授業	授業内容
第1回	磁性体のエントロピー：教科書5-2
第2回	2原子分子気体：教科書5-3
第3回	空洞放射：教科書5-4
第4回	固体の格子振動：教科書5-5
第5回	グランドカノニカル分布：教科書6-6
第6回	フェルミ統計とボース統計：教科書7-1,7-3
第7回	理想フェルミ気体：教科書7-4
第8回	理想フェルミ気体：教科書7-4
第9回	復習と中間試験
第10回	理想ボース気体；教科書7-5
第11回	理想ボース気体；教科書7-5
第12回	化学ポテンシャルと相平衡：教科書6-1,6-2
第13回	化学ポテンシャルと相平衡：教科書6-3,6-4
第14回	相転移：教科書8-1,8-2
第15回	相転移：教科書8-3,8-4

事前・事後学習の内容

科書の授業でとりあげるところをあらかじめ読んでおく。授業後は授業中に示された計算を自分ができるかどうかを確認する。復習をして授業の内容を理解できたかどうか検討し、疑問点を整理する。

成績評価方法

中間試験（50％）および期末試験（50％）により評価します。達成目標の達成度を、磁場中のスピン、空洞放射、固体の格子振動、理想フェルミ気体などの基本的な問題についての基礎的な計算ができるどうかで評価する。合格のためには、基本的な問題について授業で説明した結果を、途中経過も含めて正しく導出できることが必要である。

履修上の注意

「統計物理学I」の内容を理解していることを前提とする。

教科書

長岡洋介 「統計力学」（岩波書店）

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参考文献

田崎晴明「統計力学I・II」（培風館） 久保亮五編「大学演習　熱学・統計力学」（裳華房）

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