物理学科三回 - 神戸大学裏講 - atwiki（アットウィキ）

神戸大学裏講

神戸大学裏講

全般：実験は前期か後期の少なくとも1セットを取らないと留年です．

前期：量子力学，統計力学，物理数学はセットで取ること．

後期：物性物理学，素粒子物理学を受講する人は量子力学，統計力学をセットで取ること．

物理学実験
前期
後期

物理学実験

（2019年度）
出席：すべて有り（必須）
成績評価：レポート
前提：物理実験学，2回生でやった実験

説明1：科目名は物理学実験Ⅲ（1Q），Ⅳ（2Q），Ⅴ（3Q），Ⅵ（4Q）である．物理学科を班分けし，1年かけてすべての実験を経験するようになっている．班分けは初回に教員が決めるので，スケジュールが楽になるかどうかは運次第．
説明2：実験は計算機実験を除き，A棟の地下室で行なわれる．計算機実験はPCのある教室．
説明3：実験は4週間かけてのプログラムとなっている．1～3週目までは実験を行ない，4週目にレポート提出．2回生の物理学実験Ⅰ・Ⅱとパターンが異なるので注意．
説明4：2回生の物理学実験，物理実験学が前提知識として必要．編入生の人は同級生に聴こう．
説明5：4回生の研究室配属のためには，「物理学実験Ⅲ・Ⅳ」または「物理学実験Ⅴ・Ⅵ」の単位が必要．よって物理学実験Ⅲ・Ⅳは実質必修である．物理学実験Ⅴ・Ⅵは取らない人も居る．

極低温

大道　英二
(2019年度)
YBCO*1を作成し，その低温領域での抵抗率の変化を調べる．

1週間目：薬品を調合して混ぜる．それを炉に入れて焼く．次の実験までにTAがペレット状にしておいてくれる．

2週間目：ペレット状になった資料に導線を糊（銀ペースト）で貼り付ける．

3週間目：いよいよ実験．導線を機械に繋ぐ．それを液体窒素内に入れ，温度を低くする．取り出すと同時に測定開始．測定は自動で行なわれる．グラフも自動．

4週間目：レポート提出して終わり．

レポート：渡される資料に指示有り．装置について調べなければならない．

備考1：1週目と2週目はかなり早く終わる．
備考2：3週目が早く終わるかどうかは実験が上手くいくかどうかに依存する．

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授業・レポートの評価

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光スペクトル

松岡　英一
(2019年度)
波長ごとに光の強さを測定する実験．

1週間目：まず，見える色と波長との関係を調べる（個人差有り）．次に，データ較正のために水銀灯*2を分光し，そのスペクトルを調べる．最後に，水素ランプを分光し，ピークの位置からRydberg定数を調べる．

2週間目：まず，色ガラスの透過光の強度を測定する（色毎に違ったスペクトルになるはずである．）．次に，2色性フィルター（透過光と反射光で色が違うもの）の透過光・反射光の強度を測定する．

3週間目：謎のフィルターを渡されるので，その色をもとにスペクトルを予測．実際に実験し，どの程度一致したかを調べる．
それが終わったら，ルビーの透過光の強度を調べ，吸収係数を求め，その物性を調べる．さらに，謎の水溶液を渡され，モル吸収係数から何が溶けているかを調べる．

4週間目：レポートを教員に渡す．チェックを受け，特に何もなければ合格．不足があればその場で直して再び提出．

レポート：試料に説明有り．目的，原理，方法は2ページ以内にまとめなければならない．説明を丁寧に書くこと．回折格子，Siフォトダイオード，レンズについて調べなければならない．

備考1：すべての週で実験が速く終わる．
備考2：教員の説明が非常に丁寧．
備考3：全額共通のものと違い，機械のセッティングを要しない．データを取るのもすべて自動．

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授業・レポートの評価

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γ線

鈴木　州
(2019年度)
放射線を扱う実験．

1週間目：まず，γ線と電子との反応について学ぶ．γ線と反応した電子はNaIシンチレーターで捉え，その信号を直接オシロスコープで見て，励起時間*3を計測する．次に，信号をアンプに繋ぎ，波高を見る．

2週間目：波高分布（何ボルトの波高が何カウント来るか）を計測する．

3週間目：γ線源の前にアルミ板や鉛板を置いて，吸収係数を求める．放射線源を別のものに代えて同じことをする．最後に，謎の放射線源を渡されるので，それが何であるかを調べる．

4週間目：レポートを教員に渡す．チェックを受け，特に何もなければ合格．不足があればその場で直して再び提出．なお，最初の人はすぐに帰れるが，遅くなればなるほど追及が厳しくなる模様．

レポート：実験課題が多い．わからないことがあれば聞きに行くべき．

備考1：実験は遅くまでかかる．
備考2：教員の説明がけっこう丁寧．
備考3：2年の宇宙線実験と同じ場所で行なう．
備考4：奥のテーブルとホワイトボードの間に金庫があり，その中に放射線源が入っている．

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授業・レポートの評価

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μ粒子

竹内　康雄
（2019年度）
飛来するミューオンをシンチレーターという装置で捉え，エネルギー分布を調べる．

1週間目：まず，スライドを用いた講義を受ける．次に，装置内で止まったμ粒子を観測（実験1）するためのセッティング．波形観察もある．それが終わったら実験1のスタート．

2週間目：実験1をストップ．装置を通過する全μ粒子を観測（実験2）．実験2が行なわれる間，フラックスに関する説明を受け，計算する．実験2を終えると，装置の各部分を通過するμ粒子をおのおの観測する．終われば実験1を再びスタート．

3週間目：実験1をストップ．データ解析開始．ひたすら解析する．

4週間目：レポート提出は面接．採点を受けながら説明しなければならない．

レポート：渡される資料に指示有り．装置について調べなければならない．

備考1：実験は（最終週も含めて）5限目まで突入するであろう．
備考2：実験装置は2週間ずっと動かし続ける．機械が正常に作動しているかどうかをチェックしなければならない（月・金曜日に昼休みに教務から鍵を借りてチェックする．）．

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授業・レポートの評価

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パルス技術

前田　順平
（2019年度）
オシロスコープで発生させた波を回路に入力し，ふるまいを調べる．最後には種類の違う伝送線4本にパルスを入力し，特性を調べる．

1週間目：パルスの観察．その後，抵抗のみで構成された回路にパルスを入力し，波形がどう変わるかを見る．また，この回路に正弦波を入力し，入力波と出力波の位相のずれ，波高の変化を調べる．

2週間目：RC回路，RL回路で1週間目と同じことをする．

3週間目：RLC回路で同じことをする．その後，伝送線4本にパルスを入力する実験．

4週間目：レポート提出．TAと教員によるチェックがある．

レポート：大量の波形を添付しなければならない．実験の内容についてまとめるのが大変．

備考1：実験は17時までには終わる．

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授業・レポートの評価

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回折

大久保　晋
（2019年度）
Michelson干渉計を用いて立方格子（発泡スチロールに金属球を埋め込んだもの）の構造を調べる．なお，この実験は自分でテキストを読んで「今から何をやるか」「どのように観測すれば良いか」などを教員の前で発表してから行なう．実験は全て手作業で，角度の読み取りは自分の目で見て行なう．

1週間目：使う電磁波の波長を調べる．（Michelson-Morleyの実験と同じ）

2週間目：単純立法格子の面間隔の測定

3週間目：体心立方格子の面間隔の測定

4週間目：レポート提出．色々聞かれる．

レポート：実験課題が3題，レポート問題が5題．レポート問題の方が重い．

備考1：実験が早く終わるかどうかは人による．実験が苦手な人は遅くまでかかるだろう．
備考2：物性物理学をやってないとイマイチ何をやっているかがわかりにくい

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授業・レポートの評価

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計算機実験（前期）

山崎　裕司
（2019年度）
コンピュータを用いて素粒子について学ぶ

1週間目：シミュレーション

2週間目：

3週間目：

4週間目：オフ．

レポート：なし．

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授業の評価

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計算機実験（後期）

越智　敦彦
（2019年度）
プログラミング（Java）でランダムウォークを作る．

1週間目：学番メールでJavaに関する課題が送られてくるのでそれをこなす．

2週間目：

3週間目：ランダムウォークを描画．

4週間目：オフ．レポートはない．

レポート：なし

備考1：前期の計算機実験と違い，成績評価が厳しい模様．

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授業の評価

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前期

電磁力学

大道　英二
(2019年度)
出席：なし
成績評価：レポート
教科書：砂川重信著「理論電磁気学」
前提：既にやった電磁気はマスターしておこう．

備考1：電磁波を中心に扱う．Bessel函数など，2Qでやる内容も先取りして使うが，試験はないので大丈夫．
備考2：クォーター制のため，内容をかなり削らなければならなくなっていた．
備考3：レポートは3題．例年，虹が見える原理の説明，多重極放射の説明が出題されている．虹が見える原理は要実験．
備考4：この年は，レポートの3題目で火星の夕焼けが青く見える理由の説明が出題された．電子レンジに関する問題が出題されたこともある．

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授業・テストの評価

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量子力学（前期）

西野　友年
(2011年度)
出席：無し
備考：レポートあり。

(2013年度)
授業と演習が一体的に行われ、毎週出るレポートではなく、授業がある程度進んだら小テスト（他の授業のレポートのような）が出され、その点数が成績に換算される。
成績評価はその小テストと中間試験、期末試験の点数を積み重ね評定が出た。　
出席：有り(小テスト)
備考1：授業は初学者に非常に適した内容で、簡明に量子力学のイントロから摂動の前まで進む。
備考2：非常に分かりやすいが、その点除かれている部分が多数あるから、大学院への進学などを考えている人はさらに演習を積む必要がある。
備考3：授業前の春休みに勉強したい人には、清水明『量子論の基礎』がおすすめ。授業では何が前提で何が導かれるのかが分かりにくいけど、この本ではきちんと区別されている。

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授業・テストの評価

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久保木　一浩
(2019年度)
出席：なし
成績評価:試験70%，宿題30%
教科書：なし
参考書：Landau・Lifshitz 著「 Quantum Mechanics 」
前提：既にやった古典的な物理はマスターしておこう．
試験：90分，持ち込み不可．

備考1：授業は速いがわかりやすい．
備考2：宿題は木曜日に出題され，次週の水曜日までに提出，その次の授業で解答を板書・解説．
備考3：1Qは古典物理の破綻の例，前期量子論，Schrödinger方程式の導出，交換関係，1次元問題，調和振動子を扱う．なお，1Qは試験範囲が終わった後も授業が進み，ブラ・ケットを扱った．
備考4：2QはHeisenberg形式，角運動量，中心力ポテンシャル，水素原子を扱う．
備考5：試験は2問．レポートの類題のことが多い．レポートのまんま出ることもある．
備考6：1Qは1次元問題，2Qは水素原子についての問題が必ず出題される．

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授業・テストの評価

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宇宙物理学

竹内　康雄
(2012年度)
出席：
備考：

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授業・テストの評価

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野海　俊文
出席：1回だけあった*4
成績評価:試験70%，レポート30%
教科書：Andrew Liddle 著「An Introduction to Modern Cosmology（ pdf ）」
参考書：
前提：2年までで学修した物理学．
試験：90分（？），持ち込み不可．

備考1：ゴールデンウィークにレポート課題が課せられた．大問3つのなかから1つを選んで解答する．
備考2：月曜の3，4限連続の講義．
備考3：試験は3限だが，4限いっぱいまで時間は使える．ただし問題の分量が若干多い．
備考4：教員の説明が丁寧．

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授業・テストの評価

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物理数学（3年）

竹内　康雄　(講義担当)
櫻井　誠　(演習担当)
(2012年度)
出席：有り(演習のみ)
備考1：講義のサイト：http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~takeuchi/pukiwiki/
備考2：演習のサイト：http://www2.kobe-u.ac.jp/~msakurai/PM12.htm
備考3：どちらもPWが必要です。出席してパスワードを手に入れてください。

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授業・テストの評価

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早田　次郎　
（2019年）
出席：有り（点呼）
成績評価：試験
教科書：なし
参考書：寺沢寛一著「自然科学者のための数学概論」
前提：1，2年でやった数学，解析力学，電磁気
試験：90分，持ち込み不可．解答用紙は1枚のみ．

備考1：1Qは偏微分方程式，Fourier解析，Sturm-Liouville理論がメイン．2Qは特殊関数がメイン．
備考2：量子力学，統計力学，電磁力学を取る人は必ずこれもセットで取ろう．
備考3：成績評価は試験一発だが，発表すれば発表点が加算される．また，レポート課題があり，その点数も加算される．
備考4：出席は上記の合計が60点を下回った者の救済のみに使われる．
備考5：出席，レポート提出，発表は加点材料であり，しなかったからといって不利益を受けたり，評価の一部を失うことはない．ただし，試験が不安な人はちゃんとやっておいた方がいい．
備考6：1Qの試験では，2階の微分方程式の境界値問題，Green関数を求める問題は必ず出題される．また，準線形方程式，完全解，Fourier変換，Frobeniusの方法も頻出．
備考7：2Qの試験では，漸化式からの方程式導出，母函数を求める問題は必ず出題される．また，物理への応用（調和振動子，水素原子など），多項式による関数の展開も頻出．公式の証明が出題されたこともある．試験では漸化式やRodriguesの公式は与えられた．

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授業・テストの評価

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統計物理学（前期）

岡村　英一
(2012年度)
出席：無し
備考1：実験系の先生なので細かい理論面はビュンビュンとばす．
備考2：基本的に田崎の教科書に沿って進み，板書ノートを配布してくれる．
備考3：演習は2時間続き．授業冒頭に配布した問題を各人で解いていく．
　　　4限終了時までに回収し，次回までに採点，返却される．
備考4：TAの採点はとても丁寧で勉強になるヨ！

(2013年度)
出席：無し
備考1：実験系の先生なので細かい理論面はビュンビュンとばす．
備考2：基本的に田崎の教科書に沿って進み，板書ノートを配布してくれる．
備考3：演習は2時間続き．授業冒頭に配布した問題を各人で解いていく．
　　　4限終了時までに回収し，次回までに採点，返却される．　　　

播磨　尚朝
(2017年度)
出席：無
備考1：教科書に沿って進み，ノートも取りやすい．教科書を自主的に読んでいれば対応できるレベルである．
備考2：レポートあり．これを提出し一定以上の点数を取得すると，試験の出来が悪くても再試験を受験する権利を得ることができる．（レポート点は成績には反映されていない．）
備考3：レポートや試験は教科書の練習問題をそのまま流用することが多い．（しかも教科書によっては後ろに解答がある）
備考4：テスト範囲は膨大（教科書の問題全て）なので，全部早めに対策しておくか，重要そうな問題だけにしぼって勉強するしかない．

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授業・テストの評価

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西野　友年
(2018年度)
出席：無し
備考1：持込可の試験で6人しか通ってなかった．
備考2：再試あり．

(2019年度)
出席：無し
教科書・参考書：田崎晴明著「統計力学Ⅰ・Ⅱ 」
前提：熱力学
試験：90分，持ち込み不可．

備考1：1Qではミクロカノニカルアンサンブル，カノニカルアンサンブルを扱う．2Qではグランドカノニカルアンサンブルを扱う．
備考2：わからないことは質問した方がいい．
備考3：1Qの試験範囲はミクロカノニカルアンサンブル，カノニカルアンサンブルの2準位系，調和振動子，理想気体への応用．
備考4：前年度の反省を活かし，1Qの試験は持込不可になった．1Qでは再試が無く，不合格者は試験問題をレポートとして提出することが求められた．
備考5：2Qの試験範囲はカノニカルアンサンブル，グランドカノニカルアンサンブルの応用．
備考6：2Qは，1週間早く試験，本来の試験日は再試の日という予定だった．ところが教員が「演習問題」と称し，理想気体の化学ポテンシャル，気体の吸着現象，光子気体の問題を発表．そしてなんと試験に改変なしで出題．再試が行なわれることはなかった．
備考7：教員曰く，「記述をちゃんとしているかどうか」が秀・優・良・可を分けるとのこと．

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授業・テストの評価

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物理学実験（旧課程）

鈴木　州など他5名
(2012年度)
出席：有り（必須）
備考1：実験は6テーマから2つ選択。ただし以下のA群・B群から一つずつ選択する。
　　　<A群>極低温・光スペクトル・回折現象　<B群>β線・γ線・電子回路
備考2：Ａ極低温＝高温超伝導体(YBCO)を自作して、液体窒素温度域の電気抵抗を測定する。
　　　　光スペクトル＝光源やフィルター反射・透過光のスペクトル分布を測定する。
　　　　回折現象＝モデルの原子配置に音波を当ててその散乱を見る。
　　　Ｂβ線＝(僕はわからないので誰かお願いします)
　　　　γ線＝宇宙線の大部分であるγ線をでっかい測定器で観測する。
　　　　電子回路＝組まれた回路にパルス波を流して出力を見る。
備考3：極低温は「ねるねるねーるね」です(やればわかる)。すっごく楽です。
　　　光スペクトルは他の実験よりすごく早く終わります。また、全学でやった実験よりも装置がいいので実験自体は楽。
　　　回折現象は――(わからないのでどなたかお願いします)。
　　　β線は――(わからないのでどなたかお願いします)。
　　　γ線は最終週を除いて早く帰れます。ただしPCが古すぎるため毎日実験室に行って動いてるか確認しないといけない。
　　　電子回路はコツをつかめば速い。レポートは「出せば通るが点数を狙うのは難しい」。

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授業・テストの評価

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後期

量子力学（後期）

坂本　眞人
（2019年度）
出席：小テストが出席代わり
成績評価：試験と小テスト
教科書：なし
参考書：坂本眞人著「場の量子論－不変性と自由場を中心にして－」*5
前提：前期の量子力学，解析力学
試験：90分，持ち込み不可．

備考1：3Qはブラケットによる定式化，対称性と生成子，角運動量，電磁場の量子化がメイン．4Qは摂動論がメインでWKB近似も扱う．
備考2：毎回小テスト（約20分，持ち込み不可）を行なう．全体の3割程度の成績に反映される．
備考3：小テストは前回の講義の内容が問われる．但し，初回は前期の量子力学の内容，解析力学の内容が問われた．4Qの初回は3Qの末でやった内容が問われた．
備考4：試験・小テスト共に問題と解答欄がセットで両面印刷．小テストはこれが1枚で100点満点．試験はこれが4枚で400点満点．
備考5：試験はかなり分量が多い．解ける問題から解いていこう．
備考6：物理的意味（幾何学的意味）の理解が重要．
備考7：講義は非常にわかりやすい．
備考8：講義中に質問や誤植の指摘をするとボーナス点が貰える．質問については高確率で的確な答えが返ってくるのでどんどん質問しよう．
備考9：板書よく「ℏ*6」を忘れることが多い．これは素粒子理論では普段ℏ=1と置くため．

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授業・テストの評価

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統計物理学（後期）

河本　敏郎
（2017年度）
備考1：教科書とほぼ同じ内容の授業を行う．
備考2：毎週のレポート提出があり，全体の3割程度の成績に反映される．
備考3：テストやレポート問題は教科書に答があるものがほとんどなので教科書の購入は推奨．
備考4：テストに計算問題は一問も出なかった.
備考5：テストでは統計物理学における現象を理解しているかが問われる．すなわち，日本語や図，簡単な式（計算や式変形は要求されない）で説明することがメイン．
備考6：場合によっては「公式を書け」とほぼ同じようなものも出る。
備考7：再試はある場合と無い場合があるので，単位を取りやすい授業であるから気を抜かずしっかりと説明できるようにしてテストに挑んで欲しい．
備考8：出席点は無い（レポートがその代わりになっているという理解もできる）

播磨　尚朝
（2019年度）
出席：なし
教科書：田崎晴明著「統計力学Ⅱ 」
参考書：
長岡洋介著「統計力学」
久保亮五著「大学演習　熱学・統計力学」
備考1：3QはFermi統計とBose統計をやる．4Qは相転移を扱う．この年はくりこみ群の方法も扱った．
備考2：毎週，かなり分量の多いレポートを提出．これは，まじめにやっていれば再試を受ける権利が得られるとのこと*7．なお，未提出でも減点はない*8．
備考3：レポートは教科書のコピペが多い．特に田崎の教科書の章末問題は必ずと言っていいほどレポートになり，結構重い．
備考4：講義は田崎の教科書にベッタリ沿って進む場合が多い．教科書に書いているような内容は板書をメモ書きのようにしか書かない．田崎の教科書に載ってないことは丁寧にやる．
備考5：試験前に，演習問題が配られた．その内容と，レポートから試験に出る．3Qは試験範囲から除外する問題が1週間前に発表された．
備考6：上記のレポート，演習問題に解答例は渡されない．
備考7：試験中に教員がしゃべりだす．本人はヒントを出しているつもり．
備考8：（物理学科の教員としては珍しく）試験で学生証の確認を行なう．試験での遅刻・学生証忘れは厄介なことになるので注意．
備考9：4Qの途中，授業の一環として物性物理学の学会への出席を求められたことがあった．会場で出席を取り，試験範囲に入れるつもりだったようだが，暴風警報が発令されたためなくなった．

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授業・テストの評価

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物性物理学

3Q・物性物理学Ⅰ

藤　秀樹
（2019年度）
出席：なし
成績評価：試験
教科書：特になし
参考書：
キッテル著「固体物理学入門」
アシュクロフト･マーミン著「固体物理の基礎」
前提：力学，電磁気，統計力学，量子力学でやったところまで．
試験：90分，持ち込み不可．

備考1：まず，金属のDrude理論をやる．これは1，2年の電磁気を理解していれば比較的簡単だろう．
備考2：次に，Sommerfeld理論をやる．統計力学と丸被りしている点が多い．並行して学ぶとよい．
備考3：最後に，結晶とフォノン振動をやる．これが一番難解．
備考4：Beefに課題がアップロードされる．試験はほとんどこの中から出題．

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授業・テストの評価

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4Q・物性物理学Ⅱ

小手川　恒
（2019年度）
出席：有り
成績評価：試験とレポート
教科書，参考書：物性物理学Ⅰに同じ
前提：力学，電磁気，統計力学，量子力学，物性物理学Ⅰでやったところまで．

備考1：物性物理学Ⅰの続き．Blochの定理，tight-binding近似，光物性，磁性体を扱う．
備考2：レポートが3回ある．1回目はBloch状態の波動関数に関する問題，2回目はtight-binding近似に関する問題，3回目はf軌道の電子配置が与えられ，そのエネルギー準位を図示し，Landeのg因子と有効磁気モーメントを求める問題．毎年同じ問題が出ている．
備考3：試験では，レポートの類題と，Fermi面を還元ゾーン形式で図示する問題が必ず出題される．
備考4：試験の最後には題材が4つ程与えられ，そのうち2つを導出する問題がある．題材名のみが書かれており，結果は与えられない．例としては，

(a)ヴァン・ヴレック常磁性の磁化率
(b)平均場近似によるキュリー・ワイス則
(c)実関数で与えられる波動函数に対する軌道角運動量の消失
(d)強磁性的配列と反強磁性的配列のエネルギー差（交換相互作用）

の中から2つ選ぶ．ノートの内容を完全に再現すればよい．

備考5：この年は再試あり．

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授業・テストの評価

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素粒子物理学

園田　英徳
（2019年度）
出席：なし
成績評価：期末試験5割，中間試験3割，レポート2割
教科書：園田英徳著「今度こそわかる素粒子標準模型」
参考書：
前提：特殊相対性理論，量子力学
試験：期末試験の他に，12月末に中間試験あり．

備考1：毎週宿題（レポート）がある．
備考2：宿題，講義のまとめ，補足などが教員の個人ホームページで閲覧できる．宿題は配布されないので，ホームページからダウンロードすること．
備考3：正直何を言っているのかわからない．
備考4：40点合格．

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授業・テストの評価

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物理実験学Ⅱ（旧課程）

菅原　仁　越智　敦彦
(2012年度)
出席：不明

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授業・テストの評価

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物理学実験Ⅲ（旧課程）

鈴木　州など他5名
(２０１２年度)
出席：必須
備考：物理学実験Ⅱと同じ内容。ただし先で選択したテーマは取ることができない。

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最終更新：2021年06月19日 11:18

*1 世界で初めて液体窒素による超伝導転移に成功した物質

*2 スペクトルが知られているので機械の表示値とのズレがわかる．

*3 γ線と反応した電子がNaIシンチレーター内の物質を励起してから，その物質が基底状態に戻るまでの時間

*4 成績に関係無し

*5 この本は講義の内容を越えているが，生成子について詳しい．

*6 hbar

*7 2019年度の例を挙げる．試験で不合格だった者は，3Qはレポート提出の有無にかかわらず，4Qはレポートを2回以上出した者が再試験の対象者となった．

*8 秀・優・良・可の評価は試験の点数のみによる．