| 開講学期／Course Start | 2024年度／Academic Year 後期／Second |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 金/Fri 7 , 金/Fri 8 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | システム理化学科物理物質システムコース |
| 対象学年／Year | 3年 , 4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 システム理化学科 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 固体物理Ｂ／Solid State Physics B |
| 単位数／Number of Credits | 2 |
| 担当教員名／Lecturer | 戎 修二 (システム理化学科物理物質システムコース) |
| 時間割コード／Registration Code | J4084 |
| 連絡先／Contact | 戎 修二(ebisu@muroran-it.ac.jp, 0143-46-5620) |
| オフィスアワー／Office hours | 戎 修二(金曜日, 16:00-18:00) |
| 実務経験／Work experience | 戎 修二(電機メーカーにおいて衛星通信用TWTの研究開発および各種電子管の要素技術研究開発の経験を有する。) |
| 更新日／Date of renewal | 2024/02/13 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
半導体、磁性体、誘電体、超伝導体などの電子機能性材料や金属材料の物理を理解するために必要な基礎事項を固体物理ＡおよびＢで学習する。 固体物理Bは固体物理Aにおいて学んだことを基に、格子振動による比熱、金属の自由電子論、固体内電子のエネルギーについて講義する。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
1. 格子振動による比熱を理解する。 2. 金属の自由電子論を理解する。 3. 固体内電子のエネルギーを理解する。 |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数（実時間）：22.5時間 第１回 固体物理Aの定期試験の返却と解説、シラバスの説明、 基礎知識の強化（固体物理Aの復習；量子力学、気体分子運動） 第２回 基礎知識の強化（固体物理Aの復習；原子を結びつける力、結晶の構造） 第３回 基礎知識の強化（固体物理Aの復習；格子原子の熱振動） 第４回 格子振動による比熱1（固体の比熱、古典理論、アインシュタイン理論） 第５回 格子振動による比熱2（デバイ理論） 第６回 格子振動による比熱3（三つの理論の比較、デバイ温度） 第７回 金属の自由電子論1（金属の電気伝導、自由電子） 第８回 金属の自由電子論2（超伝導、ドルーデの理論） 第９回 金属の自由電子論3（ゾンマーフェルトの金属模型） 第10回 金属の自由電子論4（フェルミ-ディラック統計、フェルミエネルギー） 第11回 金属の自由電子論5（磁場中の自由電子、電子放出） 第12回 固体内電子のエネルギー 1（結晶内電子のエネルギー状態） 第13回 固体内電子のエネルギー2（ブリルアン帯） 第14回 固体内電子のエネルギー3（フェルミ面） 第15回 まとめ 定期試験 ・事前に公開する資料や教科書を用いて自己学習した上で授業に臨むこと。 ・教科書章末問題の略解・解説は、適切な時期にMoodleで公開しますので、 その前に自身で取り汲んだ上で参考にすること。 ・各回の学修時間の目安は、事前・事後合わせて４時間必要です。 |
| 教科書 ／Required Text |
応用物性論 青木昌治著 朝倉書店 1969(ISBN:9784254135565) |
| 参考書等 ／Required Materials |
物理学 小出昭一郎著 裳華房 1997(ISBN:9784785320744)
固体物理学入門 上 Charles Kittel [著] ; 宇野良清 [ほか] 共訳 丸善 2005(ISBN:9784621076538) 固体物理学入門 下 Charles Kittel [著] ; 宇野良清 [ほか] 共訳 丸善 2005(ISBN:9784621076545) |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
２回の課題レポートの合計点を25点満点に換算し、定期試験の点数を75点満点に換算し、これらの合計点で評価する。合計点が60点以上のものを合格とする。不合格者には、一度だけ再試験を実施し、上と同様の換算で合計点60点以上を合格とする。ただし、再試験の最高評価点（換算合計点）は79点とする。再試験不合格者は再履修すること。 到達度目標1-3については、課題および定期試験において論述問題および計算問題を出題して評価する。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
次回のレジュメを予め、Moodle上で公開しますので、教科書と対照して予め自己学習すること。理解のしやすさが大きく変わります。レジュメは自身の判断で、必要と思えばプリントアウトして授業時に持参すること。また、タブレットなどにダウンロードしたものの使用も認める。 2回の課題提出を求めます。 １．毎回出席することが大前提である。やむを得ない理由で欠席した場合には、 欠席した回の内容を自ら勉強し、翌週に臨むこと。 原則として４回以上の欠席者は、定期試験の受験資格を失うものとする （3回まで欠席して構わないという意味では決してない）。 ２．次週の資料を事前公開しますので、自己学習しておくこと。 また、教科書もきちんと読むこと。 ３．対面授業の場合、出欠確認を兼ねてミニットペーパーを提出してもらいます。 その名の通り1分とはいかないかもしれませんが、ほんの数分で自分なりに その週の内容をまとめて（あるいは自分が最重要と感じたことを書いて） 提出すること。 ４．積極的に質問すること。授業中の質問が最も望ましいです。授業直後や 教員室を訪ねての質問も歓迎します。 ５．緊急の告知はMoodleでおこなう。個人への連絡に関しては、大学アカウント で個人にメールすることがあるので、チェックを怠らないこと。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
固体物理学は、現代社会を構成している様々な電子・情報・通信機器等に利用される機能性材料を理解する上で、欠かすことの出来ない基礎学問です。しかし、固体物理学を理解するためには、力学、振動・波動論、電磁気学、熱力学、量子力学、統計力学などの物理学、またベクトル解析や微分方程式などの物理数学の知識、さらには化学結合などの化学の基礎知識など、多くのことを理解している必要があり、難しいと感じるかもしれません。わからないときは、これらの基礎学問に立ち返る必要も出てきますが、億劫がらずに努力を続けてください。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
学生便覧「学習目標と授業科目との関係表」参照 |
| 関連科目 ／Related course |
固体物理A、物理数学、振動波動論、電磁気学、量子力学A、結晶構造学、統計力学等の科目と密接に関係し、量子物質科学A, B, C, D（半導体、誘電体、超伝導、磁性に関する物理学）の基礎となっている。 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
・事前公開資料で主体的に学習して授業に臨むこと。 ・毎回、振り返りの時間を設けるので、主体的に理解度を確認すること。 ・課題について自ら振り返り学習を行い、理解を深めること。 |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%～50% |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
授業中に、受講者同士で討論する機会を設けることがある。 |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%未満 |
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Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |