科目分野	理工学部
選必区分	選択
担当教員 ［ローマ字表記］	岸本　豊　[Yutaka Kishimoto]
授業形態	講義

授業の目的

統計力学は，熱力学とは対照的に，原子・分子等の微視的な情報をもとに材料の巨視的な性質を予測するものである．本講義では，熱平衡状態での物理量の熱平均値を求める際に用いられる統計力学的手法について，基礎的な概念と知識および応用力を習得させることを目標とする．

授業概要

統計力学で用いられる基本的な集団-ミクロカノニカル集団，カノニカル集団，グランドカノニカル集団-の概念を述べ，熱平衡について講義し，巨視的物理量が原子・分子の性質から導かれることについて解説する．また，古典統計と量子統計の相違点についても講義し，統計力学の応用について解説する．

到達目標

1. 熱平衡および統計集団について理解する.

　　
2. 温度，エントロピー，自由エネルギー等を理解する.

　　
3. 量子統計の特徴を理解する.

　　
4. 基本的な系へ適用する.


5. 相転移と臨界現象への適用.

授業計画



1. はじめに-統計力学とはなにか-


2. ミクロカノニカル集団と熱平衡


3. 温度とエントロピー


4. 熱力学の法則


5. カノニカル集団とボルツマン分布


6. カノニカル集団の応用


7. グランドカノニカル集団


8. 量子統計（1）フェルミ・ディラック統計


9. 量子統計（2）ボーズ・アインシュタイン統計


10. 量子統計の応用

　　
11. まとめ（1）
    
12. 相転移と臨界現象Ⅰ


13. 相転移と臨界現象Ⅱ


14. 相転移と臨界現象Ⅲ


15. まとめ（2）


16. 期末試験



教科書

統計力学／北原和夫・杉山忠男：講談社，2010, ISBN:9784061572089

キーワード

位相空間，ミクロカノニカル集団，カノニカル集団，グランドカノニカル集団，分配関数, 自由エネルギー，フェルミ粒子，ボーズ粒子，平均場，二次相転移，臨界指数

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