検索

トップページ

担当別５０音一覧

科目	物理学II	区分	知能情報システム学科科目群
授業コード	14706	開設セメスター	3S
曜日・時限	春　月/78･水/12	単位数	4単位
担当者名	後藤　昌彦・月岡　邦夫

授業の概要

物理学は大部分の自然科学の根幹をなすものである．この科目の前半は，物理学Ⅰで学んだ力学と電磁気学ではカバーしていない物理学の主要な分野を学習する．その第１は熱統計物理学である．　多様な物理現象も実はごくわずかの方程式で記述することはできるのも物理学の特徴である．この側面から、振動、波動の物理学をとりあげる．これらの知識を土台にして、物理学の工学への応用の具体例をいくつか取り上げる．後半部分では，現代エレクトロニクスを土台から支えている半導体デバイスを理解するのに必要な量子力学，固体物理学の初歩を学ぶ．さらに半導体デバイスの基本要素であるpn接合，MOS構造，およびそれらを組み合わせた簡単なデバイスについても触れる．

到達目標	第１の目標は物理学全体の体系を理解して，これが工学の基礎になっていることを理解し，工学理論の展開に物理学を適用できる力をつけることである．

授業計画	テーマ	内容	授業を受けるにあたって
第1回目	物質の成り立ちと物理学	極微から極大までの物理学（Powers of ten)	授業の進め方と全体の説明
第2回目	気体分子の法則	気体分子運動論と状態方程式	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第3回目	熱力学の法則	熱力学の第１法則、第２法則	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第4回目	エントロピー	熱力学の第３法則	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第5回目	情報とエントロピー	情報のエントロピー、情報とは何か	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第6回目	物理現象を記述する方程式Ⅰ	波動の物理学	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第7回目	物理現象を記述する方程式Ⅱ	振動、共振	試験準備問題を出しますのでこれによって勉強してくること
第8回目	液体と固体の巨視的性質Ⅰ	流体力学の概要	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第9回目	液体と固体の巨視的性質Ⅱ	弾性体、材料の変形と格子欠陥	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第10回目	ミクロな物質の見方	原子、原子核、素粒子（古典論と量子論）	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第11回目	特殊相対性理論	マイケルソンモーレーの実験、ローレンツ変換、質量エネルギー	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第12回目	一般相対性理論	時空の物理学と宇宙論	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第13回目	刺激と応答	応答法則の形、線形応答と非線形応答、	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第14回目	簡単な系の応答	積分回路、微分回路、減衰振動系、帰還と安定性	資料を毎回Web（ブラックボード）で指示しますので必ず.予習してくること
第15回目	中間試験		試験準備問題を出しますのでこれによって勉強してくること

第16回目	原子と電子	物質をどこまでも細かく分割して行ったらどうなるか？　電気とは何か？	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第17回目	物質波の概念と量子力学	物質と波動の２重性．ド・ブロイ波．シュレーディンガーの波動方程式	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第18回目	量子力学の例題	原子の構造．調和振動子	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第19回目	結晶格子と結晶構造	物質の構造．アモルファス，結晶，準結晶．ブラベー格子．結晶構造の種類．	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第20回目	主要半導体の結晶格子と結晶構造	立方晶．面心立方格子，体心立方格子．６方晶．Siの結晶格子と結晶構造．ダイヤモンド構造．	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第21回目	逆格子	逆格子空間，ブリユアンゾーン	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第22回目	固体の結合力	自然界に存在する４つの力．原子を結びつけて固体を形成している力．共有結合，イオン性結合，金属結合など．	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第23回目	小テスト	出題範囲：　第１６回～第２２回	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第24回目	格子振動	結晶を構成する原子の熱振動．音波．縦波と横波，音響モードと光学モード．光と格子振動の相互作用．	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第25回目	結晶内の電子	周期的ポテンシャル場における電子の状態．ブラッグ反射と禁制帯の形成．	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第26回目	バンド理論	伝導帯，価電子帯．バンドギャップ．金属・半導体・絶縁体の区別．	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第27回目	量子統計	フェルミ分布，ボーズ分布．半導体のキャリア濃度の温度依存性	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第28回目	電気伝導	キャリアとは？　キャリア散乱：不純物散乱，格子散乱	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第29回目	半導体デバイスの要素	ｐｎ接合．ＭＯＳ構造	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。
第30回目	色々な半導体デバイス	太陽電池，LED,半導体レーザ，トランジスタなど	ブラックボード上に資料を提示しておくので該当箇所を読んでおくこと。

教科書	教科書は使用しない．
参考文献	前半（後藤）：高橋英俊；基礎物理学（裳華房）　小野周；熱力学（岩波書店）　柿木二郎；基礎過程物理学（培風館）　後半（月岡）：授業中随時紹介する．
成績評価方法	前半（後藤）：ノート提出（10点），出席点（10点），中間試験（30点），　　後半（月岡）：出席点（10点），BlackBoardシステムへのアクセス（講義ノートの復習）（10点），小テスト（15点），最終試験（15点）．前半と後半を加算して全体の成績を出す．
そのほか受講者への指示／メッセージ	物理学Ⅰを履修していること．15回目の中間試験は第1回～第14回が出題範囲，後半の小テストは第16回～第22回，最終試験は第24回～第30回が出題範囲．最終試験は定期試験期間中に行う．