熱統計力学

熱力学および統計力学の基本的概念とその歴史から、日常生活との関わりまでを概観する。適切な学修方法も共有し、授業全体の理解を深める。

熱力学が対象とする物理系とその状態の記述を導入する。また平衡状態の概念と熱力学第0法則の理解を深める。

熱力学第1法則（エネルギー保存則）の内容を学修し、気体の圧縮と膨張を通じてその理解を深める。

熱力学第2法則の内容を学修する。熱機関のカルノーサイクルを通じてその理解を深める。

熱力学サイクルの議論を通じて熱力学の核となるエントロピーの概念を導入し、その性質について理解を深める。

系の熱力学的性質を完全に決定する熱力学関数の概念を導入し、これを用いて様々な熱力学関係式を統一的に理解する。

熱力学関数から導かれる様々な関係式（マクスウェルの関係式や釣り合いの条件など）を導出し、熱力学の普遍的な側面について理解を深める。

常磁性体に熱力学の理論体系を適用し、熱力学への理解を深めるとともに、熱力学の普遍性について理解する。

この第９回の授業から統計力学の学修に入る。熱力学との学問的関係性を学修し、統計力学アンサンブルの考え方を学ぶ。

古典理想気体という具体例に統計力学を適用する。この実践を通じて統計力学の思考法に習熟する。

固体結晶の格子振動の調和振動子モデルに対して統計力学を適用し、さらに統計力学の理解を深める。

2原子分子の古典理想気体を統計力学的に解析し、理想気体の熱力学の振る舞いについてさらに理解を深める。

磁性体の物理を統計力学で考察し、統計力学にさらに習熟する。磁性体のイジングモデルを理解し、運用できるようになる。

平均場近似を用いてイジングモデルの統計力学を解析し、常磁性・強磁性転移について理解を深める。

統計力学アンサンブルの正当性について、熱力学との整合性を根拠に基礎づけを与える。異なるアンサンブルの等価性についても理解を深める。