物性物理Ⅰ

Solis State Physics I

専門教育科目

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工学部

2年

HETBK2MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

住友 弘二

工学研究科

日本語

目標9

随時：C330

sumitomo@eng.u-hyogo.ac.jp

8◎／9◎

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【講義目的】
　物質の物理的性質は，その物質を構成する原子の配列(結晶構造)に支配される．材料物理Ⅰでは，元素の周期表との関連において，各物質の物理的性質を結晶学的見地から理解させる事を目的としている．

【到達目標】
１．量子力学が基となる簡単な物理現象について説明できる．
２．結晶構造，逆格子空間について説明できる．
３．イオン結合，金属結合，共有結合の差異を説明できる．

【サブタイトル】
結晶構造を理解し，固体物理学を学ぶ基礎を身につける．

【キーワード】
結晶構造，粒子と波の二重性，シュレディンガー方程式，固体における結合

【講義内容】
本講義は，固体物理学の導入段階の講義であり、物質を構成する基本単位である原子の配列の様式について学ぶことを目的にしている．原子はさらにミクロに見ると原子核（陽子・中性子で構成される）と電子から構成されており，その電子の働きによって原子同士が結合している．本講義では，結晶学の基本であるブラベー格子と逆格子，および原子を結合させる力のタイプと結晶の種類について理解を深める．

【授業計画】
１．導入（固体物理全般の説明）
２．第2章　結晶構造：格子
３．第2章　結晶構造：ミラー指数
４．第3章　逆格子：逆格子空間
５．第3章　逆格子：逆格子ベクトル
６．第3章　逆格子：回折
７．第4章　量子力学の基礎：粒子と波の二重性
８．中間テスト
９．第4章　量子力学の基礎：シュレディンガー方程式
１０．第4章　量子力学の基礎：井戸型ポテンシャル
１１．第4章　量子力学の基礎：電子状態
１２．第6章　固体における結合：結合エネルギー
１３．第6章　固体における結合：共有結合
１４．第6章　固体における結合： イオン結合，金属結合，ファンデルワールス結合
１５．まとめ

* 生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

「初歩から学ぶ固体物理学」矢口裕之　著　講談社

「キッテル固体物理学入門　上」宇野良清　他訳　(丸善株式会社)

【予習】授業に際して指示するテキストおよび配布する資料の事前読み込み（30 h）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるためにテキスト・配布資料の読み直し（30 h）

採用しない

【成績評価の基準】
到達目標に記載の項目について理解している者に，その知識量や説明能力に基づきS（90点以上）,Ａ（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ，単位を付与する．

【方法】
必要に応じて小テストを数回実施し，
小テスト（40%），中間テスト（30%），期末テスト（30%）で評価する．

小テストは，原則次の講義内で解説する．
中間テストは，次週の講義内で解説し得点を開示する．
期末テストは，ユニバーサルパスポートのクラスプロファイルを利用して講評を示す．

固体物理は難しいという先入観を持つようであるが，Ⅰは高校程度の物理からⅡへの橋渡し的な要素もあるので，理解しやすい筈である。復習を欠かさない様にする事が重要．

該当しない