物性論演習

Exercises in Solid State Physics

専門教育科目／教職課程科目

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理学部

3年

HSSBM3MCA1

2.0単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

小林 寿夫

理学部

日本語

目標7／目標9

月曜日　午後（13時から16時）研究棟　214号室

kobayash@sci.u-hyogo.ac.jp

2◎／3◎／10◎

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1-1◎／1-2◎

目標１:磨き続ける力

【講義目的】物性論I,II,III の講義で取り扱われている物質の性質・機能を、実際の演習問題をもとに関係づける。
【到達目標】物性論I,II,III の講義で取り扱われている物質の性質・機能を、実際の演習問題により具体的に説明する。　

キーワード：結晶格子、自由電子とフェルミ気体、格子構造とフェルミ面、磁気秩序、超伝導

【講義内容】
　　本講義では、物性論I,II,III の講義で取り扱われている物質の性質・機能を、実際の演習問題をもとに関係づける。
　そのなかで基本的な事項も説明する。
【授業計画】
I：結晶格子と周期性
  1. 基本格子ベクトル　逆格子ベクトル
  2. ブラッグの法則
  3. ブリルアン・ゾーン
II：格子振動
  1. 格子振動の量子化
  2. 格子比熱
III：自由電子モデル
  1. 自由電子フェルミ気体と状態密度
  2. 電子比熱
IV：バンド理論
  1. ブロッホの定理
  2. ほとんど自由な電子モデル：フェルミ面
  3. 結晶中での電子の運動
V：磁性体
  1. 磁気モーメント
  2. 磁気秩序　—強磁性体と反強磁性体—
VI：超伝導体
  1. 超伝導体の磁場温度相図
  2. マイスナー効果の現象論的な表現：ロンドン方程式
VII. 誘電体
　1. 絶縁体中の巨視的マックスウェル方程式


＊生成系AI の利用については指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成系AIを使用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。

演習の問題を授業初めに配布する。

「初歩から学ぶ固体物理学」矢口 裕之 著（講談社）
「固体物理学」 H. Ibach & H. Luth 著（丸善）　など
物性論に関係する本は多数あるので、自分の理解しやすい本を必ず１冊は購入すること。

【予習】各章の間には関係する講義（物性論I,II,III） の資料を必ず授業前に読み、記載された必要・重要事項の導出に必要な基礎事項の理解度を確認して、必要に応じて参考文献を読む（40ｈ）
【復習】演習後にその内容の理解を深め定着させるために参考文献を読む。（20ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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。

【成績評価の方法】
　演習問題 により100% 評価する

演習問題は採点したものを返却する。
また次回の演習の次行時間に演習問題の内容について解説する。

本演習と「物性論I」「物性論II」「物性論III」は強く関係しているので、すべて履修することを強く勧める。
演習中に、電磁気学・量子力学・統計力学などの必要な基礎知識の復習はします。しかし、電磁気学・量子力学・統計力学などを良く復習しておくこと。

該当しない。

電子メールによる質問も受け付けるが、その場合には「物性論演習に関する質問」と件名に記載すること。