科目分野	理工学部
選必区分	選択
担当教員 ［ローマ字表記］	真岸　孝一　[Koichi Magishi]
授業形態	講義

授業の目的

統計力学の基礎について理解する。

授業概要

原子・分子の世界を支配するミクロな基礎法則と熱力学を支配するようなマクロな法則とはまったく異質な世界の法則のように見える。この異質な両者がどのように結びつくのかということに焦点を当てて、ミクロとマクロの両者を橋渡しする統計力学の考え方を解説する。統計力学では物質を原子核・電子・原子・分子等のミクロな粒子の集合体として考え、確率・統計的な概念を用いてそのマクロな性質が基礎づけられることを理解する。

到達目標

物質の巨視的な性質を構成粒子の集合体という微視的立場から理解する。

授業計画

第１回：導入:統計力学の考え方
第２回：エネルギーの移動と熱平衡
第３回：等確率の原理とエントロピー
第４回：ミクロカノニカル分布(1) 理想気体のエントロピー
第５回：ミクロカノニカル分布(2) 理想気体の速度分布則
第６回：カノニカル分布(1) エネルギーのゆらぎ
第７回：カノニカル分布(2) 自由エネルギー
第８回：カノニカル分布(3) 局在した粒子系への応用
第９回：古典統計力学の近似
第１０回：低温と量子効果
第１１回：開いた系と化学ポテンシャル
第１２回：グランドカノニカル分布
第１３回：量子統計(1) フェルミ統計
第１４回：量子統計(2) ボーズ統計
第１５回：総括授業
定期試験

教科書

岩波基礎物理シリーズ　統計力学／長岡洋介／編,　原康夫／編：岩波書店，1994, ISBN:9784000079273，3,200円

キーワード

等確率の原理、分配関数、自由エネルギー