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基礎物理学４

科目名	基礎物理学４
教員名	名越篤史
単位数	2	学年	2	開講区分	文理学部
学期	後期	履修区分	選択必修

授業概要	分子集団の統計力学について学習する。
授業のねらい・到達目標	理想気体の状態方程式に従う気体分子の運動をマクスウェル-ボルツマン分布を用いて理解できる。ボルツマン分布と分子分配関数を説明できる。分子分配関数を用いて物理量を計算できる。この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。
授業の方法	講義を主体とする。小テストを行なう。本授業の事前・事後学習は，各２時間の学習を目安とします。

授業計画
1	理想気体の状態方程式教科書11.1 ［事前学習］シラバスをよくよんでおくこと。［事後学修］ボイルの法則、シャルルの法則、理想気体の状態方程式についてノートに整理してまとめておくこと。
2	分子運動と気体の圧力教科書11.2 ［事前学習］教科書211～213ページまでよんでおくこと。［事後学修］11.6式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
3	気体分子の速度分布教科書11.3 ［事前学習］教科書213～217ページまでよんでおくこと。［事後学修］11.26,27,28の各式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
4	占有する確率分布教科書18.1 ［事前学習］教科書374～376ページまでよんでおくこと。［事後学修］確率分布の考え方について、ノートに整理してまとめておくこと。
5	ボルツマン分布の導出教科書18.2 ［事前学習］教科書377～380ページまでよんでおくこと。［事後学修］ボルツマン分布について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
6	分子分配関数のもつ意味教科書18.3 ［事前学習］教科書381～382ページまでよんでおくこと。［事後学修］18.18式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
7	熱力学量と分子分配関数教科書18.4 ［事前学習］教科書382～384ページまでよんでおくこと。［事後学修］18.22, 18.27の２式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
8	分子運動と分子分配関数教科書18.5 ［事前学習］教科書384～388ページまでよんでおくこと。［事後学修］18.35,40,44の３つの式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
9	系の分配関数教科書18.6 ［事前学習］教科書388～390ページまでよんでおくこと。［事後学修］アンサンブルについて、ノートに整理してまとめておくこと。
10	系の分配関数と分子分配関数教科書18.7 ［事前学習］教科書393～395ページまでよんでおくこと。［事後学修］18.60式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
11	熱力学量の微視的意味教科書18.8 ［事前学習］教科書393～395ページまでよんでおくこと。［事後学修］ボルツマンの式について自分で導出して、ノートに整理してまとめておくこと。
12	統計力学的計算による常磁性物質の磁化率の計算　（１）高温近似参考書5.2 ［事前学習］2準位系の分配関数について、エネルギーやエントロピーがどうなるか予想しておく。［事後学修］常キュリーの法則についてノートに整理してまとめておく。
13	統計力学的計算による常磁性物質の磁化率の計算　（２）磁化率参考書5.2 ［事前学習］2準位のエネルギー差が、温度よりも大きいときについてどうなるか予想しておく。［事後学修］キュリー・ワイスの法則についてノートに整理してまとめておく。
14	授業内試験と試験の解説［事前学習］第1３回までの講義内容を理解し消化しておく。［事後学習］⾃分の解答と正解を照らし合わせ、理解不足の部分について再度問題を解いてみる。
15	これまでの復習・解説を行い授業の理解を深める。［事前学習］第14回までの講義内容を理解し消化しておく。［事後学習］これまでの授業を通して理解不⾜だった部分をノートにまとめる。

その他
教科書	寺嶋正秀・馬場正昭・松本吉泰『現代物理化学』化学同人 2015年第1版
参考書	日本大学文理学部化学科（編）『大学基礎・専門課程の化学実験マニュアル』共立出版 2009年第2版
成績評価の方法及び基準	授業内テスト(100%) 授業内テストは，小テストと学期末に行う到達度確認テストを合わせて評価します。
オフィスアワー	授業終了時
備考	教科書の指定範囲を各自予習のこと。また、授業終了後必ず復習すること。復習しても、わからないことは質問すること。

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