専共通 物性物理 1年・後期・選択・学修2単位
担当教員 原 嘉昭 連絡先 
講義の概要 固体の結晶の美しさ,そして豊かな物性は人類を魅了し続けている。しかし,量子力学が確立するまで,人類は固体の基礎的な性質さえ理解することができなかった。この講義では,固体(結晶)のもつ周期性をもとに,固体の電気的性質がいかに理解されているか,量子力学の結果を適用しながら理解する。
到達目標 1.金属のドゥルーデ理論を理解する。
2.金属のゾンマーフェルト理論を理解する。
3.結晶格子,逆格子について理解する。
4.周期ポテンシャル中の電子状態について理解する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
後期 第1週 1.金属のドゥルーデ理論 衝突時間,緩和時間,直流電気伝導度,ホール効果,磁気抵抗  
第2週 交流電気伝導度,誘電関数,プラズマ共鳴,熱伝導度,熱電気効果  
第3週 2.金属のゾンマーフェルト理論 フェルミ・ディラック分布,自由電子,フェルミ運動量,フェルミエネルギー,フェルミ温度  
第4週 体積弾性率,自由電子気体,ゾンマーフェルト理論,ヴィーデマン・フランツの法則  
第5週 3.結晶格子 ブラベー格子,基本ベクトル,基本単位格子,ウィグナーサイツ・セル  
第6週 4.逆格子 逆格子,ブリルアン・ゾーン,格子面,ミラー指数  
第7週 5.X線回折 ブラッグの条件,ラウエの条件,エバルトの構成,結晶構造因子  
第8週 (中間試験)  
第9週 6.ブロッホの定理 周期ポテンシャルとブロッホの定理,ボルンーフォン・カルマンの境界条件  
第10週 フェルミ面,状態密度  
第11週 7.ほとんど自由な電子 摂動論と弱い周期ポテンシャル,拡張,還元,周期ゾーン形式  
第12週 ブリルアン・ゾーン  
第13週 8.半古典的動力学 ブロッホ電子の波束,半古典論的力学,静電場  
第14週 正孔,高磁場ホール効果と磁気抵抗  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Aに対応 達成項目専攻科イ)に対応 JABEE
認定基準
(A-1),(c)に対応
教科書・参考書 教科書:適宜プリントを使用する。
参考書:Solid State Physics by N. W. Ashcroft and N. D. Mermin (Harcourt, 1976)
評価方法及び
合格基準
成績の評価は,定期試験の成績80%,宿題の成績20%で行い,平均の成績が60点以上の者を合格とする。
学生へのメッセージ、
予習・復習について
一昨年度,3人の日本人物理学者が,青色発光ダイオードの開発に関する業績でノーベル物理学賞を受賞しました。このことからも分かるように,物性物理学は,現代の生活に大きな影響を与える学問に発展しました。皆さんも物性物理の魅力に触れてみましょう。講義の内容を見直し、講義で扱った演習問題を解き直すことで理解を深めよう。また,英語に慣れるため,英文の参考書を要約する宿題を毎回出します。