タイトル

科目名[英文名] 熱・統計力学Ｂ[Thermodynamics and Statistical Mechanics B] 
担当教員[ローマ字表記] 石島　達夫[ISHIJIMA, Tatsuo] 
科目ナンバー EE**3703A  科目ナンバリングとは
時間割番号 43087  科目区分 ----- 
講義形態 -----  開講学域等 理工学域 
適正人数 受講者数の調整は行わない．  開講学期 Q4 
曜日・時限 木3  単位数 1単位 
授業形態 対面と遠隔の併用（対面≧遠隔）  60単位上限 対象外 
対象学生 ----- 
キーワード 【対面講義】，熱力学関数，エントロピー，エンタルピー，ギブスの自由エネルギー，化学ポテンシャル，等確率の原理，速度分布関数，ボーズ-アインシュタイン統計，フェルミ-ディラック統計 
講義室情報 自然科学本館（総合研究棟Ⅳ） 205講義室（対面と遠隔（オンデマンド）の併用） 
開放科目 ----- 
備考 ----- 

授業の主題
微視的（ミクロ）な視点から物質の構造を設定することで物質の熱的な性質を導出する統計力学を解説し、両者の繋がりを俯瞰した上で、エレクトロニクスに関わる量子統計力学への展開を学ぶ。
 
学修目標（到達目標）
熱現象を分子論的に考察する基礎としての統計力学を学ぶ。また量子力学の立場から、古典力学（ニュートン力学）として扱った統計力学を捉え直し、量子論への展開に繋がっていくことを理解する。エレクトロニクスに量子統計力学がどのように関わるのか、その関係を理解する。
 
授業概要
第１回：古典力学的な体系　－微視的状態、位相空間、等確率の原理－
第２回：ボルツマン原理　－マクロのエントロピーをミクロ状態の数で表す－
第３回：量子論的統計力学、固有状態、縮退、固体の比熱　－アインシュタイン模型、デバイ模型－
第４回：量子力学的体系における圧力とエントロピー
第５回：量子論的理想気体、熱輻射、シュテファン-ボルツマンの法則、特殊相対論的な気体
第６回：ボーズ-アインシュタイン統計
第７回：フェルミ-ディラック統計
第８回：試験
 
評価方法と割合
評価方法
その他/Other methods 小テスト，レポート，試験を総合して判断する．
 
評価の割合
小テスト 20
試験 50
レポート 30
第１回目の授業時に評価の割合について、詳細を説明します．
 
授業時間外の学修に関する指示
予習に関する指示
次回の講義内容についてテキスト当該部を読み予習を行うこと．
 
予習に関する教材
オンデマンド教材（授業内容の一部）
 
復習に関する指示
提出される演習問題などを自分で解くこと.
講義を再度復習すること.
レポート課題の提出後に、他の学生のレポート課題に対してpeer-reviewを行い、重ねて復習を行うこと．
 
復習に関する教材
オンデマンド教材（授業内容の一部）
 
教科書・参考書
教科書
教科書 書名 ISBN
4000076477
著者名
出版社
出版年
2017
教科書 書名 ISBN
9784864810708
著者名
杉山正和, 山下真司共著
出版社
数理工学社
出版年
2020
 
参考書
参考書 書名 ISBN
4130626019
著者名
出版社
出版年
2017
参考書 書名 ISBN
4563021393
著者名
出版社
出版年
2017
 
教科書・参考書補足
教科書：戸田盛和「熱・統計力学」（岩波書店）、杉山正和, 山下真司共著「エレクトロニクスの基礎物理 : 量子力学・統計力学入門」(数理工学社）
参考書：藤原邦男、兵頭俊夫「熱学入門」（東京大学出版会）、原島鮮「熱力学・統計力学」（培風館）
 
オフィスアワー等（学生からの質問への対応方法等）
ＴＡ、ラーニング・アドバイザーの活用を薦めます．
なお、来室の際は、事前にE-mailまたは電話で連絡を下さい：
E-mail: ishijima_at_ec.t.kanazawa-u.ac.jp [_at_は@に置き換えて下さい]
Phone: 076-264-6336
配布資料等はアカンサスポータルに掲載します。
 
履修条件
特になし
 
適正人数
受講者数の調整は行わない．
 
その他履修上の注意事項や学習上の助言
第１回目の授業時に説明します．本講義を通じて数多くの仲間・友達を作り、お互いに勉強し合うことを薦めます．
 
特記事項
カリキュラムの中の位置づけ
熱力学(Thermodynamics)は、ある系における熱、温度、仕事、エネルギー、およびこれらの変化によって生じる変化を関係付け体系化した学問です．熱力学の習得により「どれだけ熱を加えれば、どれだけ温度が上がり、どれだけ仕事を行えるのか」ということを具体的に予測することができます．さらに、熱くなった物体から放射される光の性質（黒体輻射），熱プラズマ状態，半導体中の電子の状態密度等々の熱が関与する諸現象を取り扱う際の基礎を支える学問であるともいえます．
 

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