学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate		工学部
時間割コード
Registration Code		0826310
科目区分【日本語】
Course Category
専門科目
科目区分【英語】
Course Category
Specialized Courses
科目名　【日本語】
Course Title		物性物理学第３
科目名　【英語】
Course Title		Solid State Physics III
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員　【日本語】
Instructor		生田 博志 ○
担当教員　【英語】
Instructor		IKUTA Hiroshi ○
単位数
Credits		2
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period		秋 月曜日 ２時限
Fall Mon 2
授業形態
Course style		講義
Lecture
学科・専攻【日本語】
Department / Program
物理工学科
学科・専攻【英語】
Department / Program
Department of Physical Science and Engineering
必修・選択【日本語】
Required / Selected
必修
必修・選択【英語】
Required / Selected
Compulsory


授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)
金属、半導体、絶縁体など、種々の固体の示す物性の違いの起源を理解できる基礎力を身につける。そのために、固体中の電子の振る舞いに関する基本的な法則を習得する。また、これらの知識を具体的な系に適用し、その振る舞いを説明できる応用力を身につけることを目的とする。
授業の目的　【英語】
Goals of the Course
This course deals with the basic concepts and theories that explain the behavior of electrons in a solid. It aims to help students to acquire basic knowledge about the mechanism of various properties that solids exhibit and to develop the ability of applying the knowledge to actual materials.
到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
この講義を習得することで、以下のことができるようになることを目標とする。
１．自由電子モデルを理解し、それに基づいて様々な物性量を計算できる。２．ブロッホの定理などの周期場中の電子の振る舞いを理解し、具体的な問題に適用できる。３．様々な物質の示す物性の違いを、電子構造を基に説明できる。
到達目標　【英語】
Objectives of the Course
After completion of this course, the students are expected to 1. understand the free electron model and be able to calculate various electrical properties, 2. understand the behavior of electrons in reciprocal potential, and 3. be able to explain the physical properties of various materials based on the electronic structure.
バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects
量子力学，熱力学，統計力学，電子物性学第１，電子物性学第２
バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects
Quantum mechanics, Thermodynamics, Statistical mechanics, Solid State Physics 1, Solid State Physics 2
授業の内容【日本語】
Course Content
1. 金属電子論入門 2. 結晶中の電子とエネルギーバンドの概念 3. 自由電子近似 4. フェルミ波数とフェルミ球 5. フェルミ・ディラック分布関数 6. ゾンマーフェルト展開　7. 電子比熱 8. パウリの常磁性 9. 周期場ポテンシャルとブロッホの定理 10. クローニッヒ－ペニーモデル 11. 弱い周期場中の電子 12. エネルギーギャップとエネルギーバンド 13. 逆格子空間とブリルアンゾーン 14. フェルミ面と電子構造 15. 代表的な金属と半導体の電子構造
授業の内容【英語】
Course Content
1. Introduction to electron theory of metals 2. Electrons in a crystal and the concept of energy band 3. Free electron model 4. Fermi momentum and Fermi sphere 5. Fermi-Dirac distribution function 6. Sommerfeld expansion 7. Electronic specific heat 8. Pauli paramagnetism 9. Periodic potential and Bloch's theorem 10. Kronig-Penney model 11. Electrons in a weak periodic potential 12. Energy gap and energy band 13. Reciprocal lattice and Brillouin zone 14. Fermi surface and electronic structure 15. Electronic structure of metals and semiconductors
成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria
達成目標に対しての修得度を中間試験と期末試験にて評価する。自由電子模型や周期ポテンシャル場中の電子など、授業で講義する内容に関する基本的な問題を正確に扱うことができれば合格とし、より難易度の高い問題を扱うことができればそれに応じて成績に反映させる。
成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria
Grading will be based on the level of achievement evaluated by midterm and final exams. To pass, students have to demonstrate the capacity to deal with at least simple problems about the subjects lectured in the course.
履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes
「バックグラウンドとなる科目」に記載の科目の単位を修得済みであることが望ましいが、未修得の場合には、関連項目を適宜自習すること。
履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes
It is desirable that the students had completed the subjects listed in "Prerequisite Subjects", but if not, they should study related items as needed as the course progresses.
教科書【日本語】
Textbook
「金属電子論（上）」水谷宇一郎（内田老鶴圃）
教科書【英語】
Textbook
“Introduction to the Electron Theory of Metals”, U. Mizutani (Cambridge University Press)
参考書【日本語】
Reference Book
「固体物理学入門」チャ-ルズ　キッテル（丸善出版）
「固体物理の基礎」アシュクロフト・マーミン、（吉岡書店）
参考書【英語】
Reference Book
"Introduction to Solid State Physics", C. Kittel (Wiley)
"Solid State Physics", N. W. Ashcroft and N. D. Mermin (Thomson Learning)
授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
毎回の授業前に教科書の指定箇所を読んでおくこと。講義終了後は、教科書の章末問題などを自分で解くこと。また、数回のレポート課題を課すので、それを解いて提出すること。
授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
The students are required to read the designated part of the textbook before each class. After the class, the students should solve the problems given at the end of each chapter of the textbook. In addition, there will be several report assignments that should be submitted.
使用言語【英語】
Language used
使用言語【日本語】
Language used
授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc.
授業は対面で行う。
授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc.
Classes are held on a face-to-face basis.
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class)
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class)