<理工共通>統計力学

概要

量子力学が教えてくれるのは絶対零度のようすだけだ。温度が上がったときの多数の粒子系の状態を知るには統計力学が必要である。絶対零度では内部エネルギーが最低の状態に落ち着くが,有限温度ではエントロピー(乱れ)を増やそうとする作用とのせめぎあいから状態が決まる。本講義ではこれを微視的な観点から議論する統計力学を学ぶ。具体的には,エントロピーの微視的な正体,永久磁石(強磁性体)のニ準位系によるモデル,理想気体の状態方程式の導出,分子場近似による強磁性の説明などを取り上げ,量子統計の入門まで目指す。 特に,理工学部のカリキュラムポリシーである以下の点に配慮して講義を進めて行く。学生が共通に履修すべき講義中心の理工学部共通科目Ⅰ群，Ⅱ群により，科学・技術の諸問題を幅広いおよび国際的視野から解決する基礎的な能力を修得させる。その上で，演習や実験科目を多く取り入れた学科コア科目により専門的な能力を身につけさせ，さらに専門性の高い講義科目から編成されている専門科目により独創的な研究を推進できる能力を修得させる。

目標

ミクロカノニカル・カノニカル・グランドカノニカルの各手法の原理と使い方を完全に理解し,古典統計による状態和と自由エネルギーの計算が出来るようにする。量子統計力学の基礎を学び,古典統計との違いを理解する。 機能創造理工学科のディプロマポリシーに沿って,これにのっとったカリキュラムを実施する。具体的には,自然科学分野などの理工学の基礎を学ぶことにより,科学・技術の諸問題に対応する幅広い能力を養い,特に,物理学を体系的に学ぶことにより,新たな物理的価値観の獲得や機能の創造に貢献する能力を培うことである。

授業外の学習

各自学習し,最低,一回は教員に質問に来ること。 演習問題と過去問をロヨラで公開するので,毎回,数時間程度の復習を行い楽しむ (180分)。 また,Youtubeで,統計力学に関する動画を視聴する(10分以上)。

所要時間: 190分