科目分野	理工学部
選必区分	選択
担当教員 ［ローマ字表記］	中村　浩一　[Koichi Nakamura]
授業形態	講義

授業の目的

固体の結晶構造と逆格子、結晶結合の種類とその原因、格子振動-結晶の振動を理解する。基礎となる「熱統計力学１」の既習および「量子力学１」と「熱統計力学２」の並行履修が望ましい。

授業概要

現代科学の根幹をなす材料物質の科学である物性科学～固体物理学の基礎について学ぶ。固体のいろいろな性質（物性）が微視的立場からどのように理解できるかを、できる限り初歩的に解説する。
初等的な水準の基礎理論と適当な物理的モデルとを組み合わせれば、固体物理学に現れる広範囲のまた多くの現象を、少なくとも定性的にかつ統一的に説明できることを講義する。固体の結晶構造と逆格子、結晶結合の種類とその原因、フォノン（格子振動）～結晶格子の振動を理解する。

到達目標

固体の結晶構造と逆格子、結晶結合の種類とその原因、格子振動-結晶格子の振動を理解する。

授業計画

第１回：イントロダクション～身のまわりの先端科学の中の物性科学～結晶構造
第２回：結晶構造:原子の周期的配列/空間格子の基本型
第３回：結晶構造:結晶面の指数/簡単な結晶構造
第４回：逆格子:逆格子ベクトル
第５回：逆格子:結晶によるX線の回折/散乱波の振幅
第６回：逆格子:ブリルアン・ゾーン
第７回：逆格子:単位構造のフーリエ解析
第８回：結晶結合:希ガス結晶
第９回：結晶結合:イオン結晶
第１０回：結晶結合:共有結合結晶/金属結晶/水素結合をもつ結晶
第１１回：結晶結合:原子半径、イオン半径
第１２回：フォノンI :結晶の振動:単原子結晶の振動
第１３回：フォノンI :結晶の振動:基本格子が2個の原子を含む格子
第１４回：フォノンI :結晶の振動:弾性波の量子化
第１５回：フォノンI :結晶の振動:フォノンの運動量/フォノンによる非弾性散乱
第１６回：期末試験

教科書

物性物理学／永田一清著：裳華房，2009, ISBN:9784785322335

キーワード

固体物理学入門，結晶構造，逆格子，結晶結合，フォノン（格子振動）