授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 磁性と超伝導は物性物理学の中心的なテーマの一つであり、特にその相転移現象などは物質から宇宙まで多くの研究者を魅了してやまない。本講義では、電磁気学、量子力学、統計力学の初歩的知識を元にして、磁性と超伝導についての基礎概念について講述する。最新の研究成果などにも触れつつ物質の性質の多彩さに触れることで、物性物理学の理解を深めることを目的とする。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | Magnetism and superconductivity are the central issues in condensed matter physics. In particular, phenomena related to phase transitions have been attracting great interest in a vast range of research fields of materials science and cosmology. In this course, the basic concepts of magnetism and superconductivity are given based on the elementary knowledge of electromagnetism, quantum mechanics, and statistical mechanics. The course enables students to deepen their understanding of condensed matter physics by touching recent progress in a variety of materials properties. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | | 磁性と超伝導に関する物理現象を学び、物性物理学を俯瞰的に理解する能力を修得する。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | | By the end of this course, students will be able to understand condensed matter physics comprehensively by learning magnetism and superconductivity. |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | |
講義の進捗状況に応じて下記のトピックスから重要なものを取捨選択して講義を進めます。物理的なイメージを重視し、直感的に理解できるように心がけます。また、磁性や超伝導が現代においてどのように利用されているかについても言及します。
（１）磁気秩序と交換相互作用（Magnetic ordering and exchange interaction）
（２）超交換相互作用と二重交換相互作用（Superexchange interaction and double exchange interaction）
（３）Dzyaloshinski-Moriya相互作用（Dzyaloshinski-Moriya interaction）
（４）スピン配列の一般論（Spin arrangement）
（５）分子場理論とその改良法（Molecular field theory and beyond）
（６）長距離秩序とMermin-Wagnerの定理（Long range ordering and Mermin-Wagner's theorem）
（７）スピン波とその相互作用（Spin waves）
（８）超伝導の特徴的性質・様々な超伝導物質（Characteristic properties of
superconductivity; Various superconducting matters）
（９）第Ⅰ種超伝導体と第Ⅱ種超伝導体・ボーズ-アインシュタイン凝縮（Type I and
type II superconductors; Bose-Einstein Condensation）
（１０）二流体モデルとロンドン方程式（Two-fluid model and London equation）
（１１）磁束の量子化、超伝導量子干渉計（Magnetic flux quantization;
Superconducting quantum interference device (SQUID)）
（１２）相転移と秩序パラメーター・ギンツブルク-ランダウ方程式 ・磁束格子（
Phase transition and order parameter; Ginzburg–Landau (GL) equation;
Vortex lattice）
（１３）BCS理論：基底状態（BCS theory: ground state）
（１４）BCS理論：素励起（BCS theory: elementary excitation）
（１５）磁性と超伝導に関する物理現象のまとめ（Summary of magnetism and superconductivity） |
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履修条件
Course Prerequisites | | 履修条件は要さない。 但し、履修には学部レベルの電磁気学、熱・統計物理学、量子力学を習得していること。
No prerequisites. Students must have successfully completed classes of electrodynamics, quantum mechanics, and statistical physics at the undergraduate level or have equivalent knowledge. |
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関連する科目
Related Courses | | 物性物理学I、 物性物理学II、電磁気学、量子力学、統計物理学
condensed matter physics I, condensed matter physics II, electrodynamics, quantum mechanics, and statistical physics |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 評価方法 各講義における取組状況、レポートよって総合的に評価する。100点満点で60点以上を合格要件とする。
評価基準 基本的な概念や用語を正しく理解していることを合格の基準とする。
Assessment will be made based on the status of efforts and reports in each lecture. A passing requirement is 60 points or more out of 100 points. Understanding of basic concepts and terms is the criterion for passing. |
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教科書・テキスト
Textbook | | 教科書は指定しないが、必要に応じて講義資料を配付する
Unspecified, but lecture materials are provided, if necessary. |
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参考書
Reference Book | | 小口武彦 磁性体の統計理論 (Statistical Theory of Magnetism) (裳華房)
ISBN：978-4-7853-2312-7
家 泰弘 超伝導 (朝倉書店)
ISBN：978-4-254-13725-5 |
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課外学習等（授業時間外学習の指示）
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours) | | 授業では前回の授業内容を元に講義が進むため、十分に復習をしておくこと。
In class, the lecture will proceed based on the contents of the previous class, so be sure to review it thoroughly. |
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注意事項
Notice for Students | | | 本講座は、学部講義「物性物理学Ⅲ」との共通講座である。従って、「物性物理学Ⅲ」として単位を取得済みの場合、大学院の課程で「物性物理学特論３」の単位として取得できない・認定されない点に留意すること。 |
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他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance | | |
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他学科聴講の条件
Conditions of Other department student's attendance | | 講義室に収容可能な人数である限り、聴講可能とする。
As long as the number of people that can be accommodated in the lecture room is sufficient, it will be possible to attend. |
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レベル
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キーワード
Keyword | | |
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履修の際のアドバイス
Advice | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | 対面授業。履修登録後に授業形態等に変更がある場合には、TACTの授業サイトで案内します。
Face-to-face class. If there is a change in the class format after registering for the course, we will inform you on the TACT class site. |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class) | | 教員への質問は、TACT機能「メッセージ」により行うこと。
Ask questions to professors using the TACT function "Message". |
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