学科(専攻)・科目の種別等

 共通専門基礎科目(物理学)
・・・・・・・・・・・・・・・ 		授業コード G17324108 科目コード G173241
授業の方法 講義 単位数 2
期別 後期 曜日・時限 水４
授業科目

物理学ＤI　熱統計力学入門
Physics DI:Introduction to Thermodynamics and Statistical Mechanics
担当教員 大川　祐輔
履修年次／セメスター 2年後期 時間数 30 受入人数  
受講対象 ２Ｔ画
教室等 工 １７号棟　２１３教室
概要 巨視的な現象を支配する熱力学の法則と，それを微視的な量子力学と結びつける統計力学の考え方に接する．
目的・目標 量子力学はミクロの世界の本質を明らかにした．熱力学は我々の感じる巨視的世界を支配する法則を示している．統計力学はこの両者を結びつけるものである．巨視的な現象が微視的な多数の現象の総和として成立することを，理論づけながら理解していく．
授業計画・授業内容 以下の内容を取り上げる．基本は講義による解説であるが，理解を深め，不明な点を明確にするために，簡単な問題演習の時間を取り入れる．
1. 気体分子運動論(1) 質点集団としての扱い
2. 気体分子運動論(2) 実在気体と衝突
3. Maxwell-Boltzmann 統計の基礎(1) 気体の速度分布
4. Maxwell-Boltzmann 統計の基礎(2) 速度分布関数(1)
5. Maxwell-Boltzmann 統計の基礎(3) 速度分布関数(2)
6. Maxwell-Boltzmann 統計の基礎(4) 反応速度の衝突模型
7. 輸送現象の基礎 粘性，ブラウン運動と拡散
8. 輸送現象の基礎 酔歩運動とモンテカルロ・シミュレーション
9. 熱力学関数(1) 状態量と熱力学第1法則
10. 熱力学関数(2) 可逆変化と不可逆変化
11. 熱力学関数(3) 熱機関と効率
12. 熱力学関数(4) エントロピーの導入
13. 熱力学関数(5) エントロピーの統計力学的意味
14. 平衡と自発性の熱力学(1) 自由エネルギー
15. 平衡と自発性の熱力学(2) 自由エネルギーと平衡
講義時間内の簡単な問題演習のほかに，各回あるいは単元ごとに簡単な宿題を課す．
質問等は演習時間以外にもメール等で受け付ける．
教科書・参考書 特定の教科書は指定しないが，図書館等にある一般的な熱力学，統計力学の教科書はすべて有用である．
また，本授業で扱うような基礎的な部分については，物理化学の一般的な教科書でもよい説明が書かれている．
評価方法・基準 最終試験を主に，問題演習，宿題等も勘案して評点とする．熱力学および統計力学の基本的な考え方の理解，その数学的取り扱いの理解について，評価する．
関連科目 画像物理化学，量子力学入門
履修要件 とくになし