| 授業科目 材料物性学 |
担当教員 平尾桂一 |
開講期 通年
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| 科目番号 151502 |
対象学年・学科・コース 5年年年年 環境材料工学科 (環境材料工学) |
単位区分 |
単位数 2単位単位単位単位 |
| 授業概要・授業方針
物性工学の観点から、主に物質・材料中の電子の振る舞いについて、そして、これらの物質・材料の示す性質との関係について学ぶ。種々の機能性材料における機能の発現に関する基礎的な知識を身につける。
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到達目標
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| 授業要目 | 到達目標 との対応 |
自己点検 |
| 前期 |
| 1 | 古典物理学の完成と限界(1)黒体輻射、バルマーの水素発光スペクトル | ||
| 2 | 古典物理学の完成と限界(2)ボーアの原子模型、原子の構造、電子の運動（円軌道）量子数 | ||
| 3 | 古典物理学の完成と限界(3)不連続なエネルギー状態、光電効果、コンプトン効果 | ||
| 4 | ラウエとブラッグのX線回折 | ||
| 5 | ド・ブロイ波と電子線回折 | ||
| 6 | 物質波の波動方程式 | ||
| 7 | 不確定性関係（１） | ||
| 8 | 中間試験 | ||
| 9 | 不確定性関係（２）可換と非可換、交換子 | ||
| 10 | シュレディンガー波動方程式（１） | ||
| 11 | シュレディンガー波動方程式（２） | ||
| 12 | 量子力学（１）約束事 | ||
| 13 | 量子力学（２）存在確率、規格化、期待値、期待値 | ||
| 14 | 量子力学（３）行列、ディラック表記 | ||
| 15 | 期末試験 |
| 後期 | 自己点検 |
| 1 | 自由電子モデル（その１） | ||
| 2 | 自由電子モデル（その２） | ||
| 3 | 井戸型ポテンシャルと波動方程式 | ||
| 4 | 確率の流れ | ||
| 5 | 階段型ポテンシャルとトンネル効果の原理 | ||
| 6 | 周期ポテンシャル中での電子モデル、ブリユアンゾーン、固体中の電子バンド構造 | ||
| 7 | 水素原子（束縛電子のエネルギー）電子の性質（） | ||
| 8 | 中間試験 | ||
| 9 | 多電子原子の構造と性質 | ||
| 10 | マクスウェル・ボルツマン分布 | ||
| 11 | 熱力学のエントロピー、熱統計熱力学のエントロピー、力学と測定可能な物理量 | ||
| 12 | フェルミ・ディラック分布、熱力学の化学ポテンシャル | ||
| 13 | フェルミエネルギー、電子の状態密度、有効質量 | ||
| 14 | ボーズ・アインシュタイン分布 | ||
| 15 | 期末試験 |
| 到達達成度の指標（ルーブリック） |
| 到達 目標 |
理想的なレベル（Ａ）の目安 | 標準的なレベル（Ｂ）の目安 | 未到達なレベル（Ｃ）の目安 | 自己評価 |
| 1 | 光の二重性について原理を理解し、説明できる。 | 光の二重性について説明できる。 | 光の二重性について説明できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 2 | 電子、物質波について理論的に説明できる。 | 電子、物質波について説明できる。 | 電子、物質波について説明できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 3 | 原子模型について理論的に説明できる。 | 原子模型について説明できる。 | 原子模型について説明できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 4 | 波の方程式について理論的に説明できる。 | 波の方程式について説明できる。 | 波の方程式について説明できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |