物理化学特論
 Advanced Lectures on Physical Chemistry
 担当教員:亀田 恭男(KAMEDA Yasuo), 臼杵 毅(USUKI Takeshi), 天羽 優子(AMO Yuko)
 担当教員の所属:理学部物質生命化学科
 開講学年:1年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:講義・演習
 開講対象:理工学研究科(理学系)博士前期課程  科目区分:分野専門科目(化学分野) 
【授業の目的】
原子、イオン、分子の集合体である凝縮系物質は驚くほど多様な物理・化学的な特性を示す。本授業では、物性物理化学の理論体系の中で、凝縮系物質の多様な性質がどのように理解できるかを学ぶ。特に、凝縮系物質の性的・動的構造と物性の相関に焦点を当て、構造を調べる手段である回折実験や分光実験および分子動力学シミュレーションについて解説するとともに、凝縮系物質の構造と物性の関連について理解する事を目的とする。

【授業の到達目標】
物性物理化学の基礎や関連する実験手法について説明できる事。構造解析手段である回折実験、分光実験について、その測定原理と得られる静的・動的構造情報について理解する事。実在の凝縮系物質に対して回折実験、分光実験、分子動力学計算等をどのように適用し、物質科学研究の推進に利用するかについて明確な指針を得る事ができる。

【授業概要(キーワード)】
凝縮系物質、構造物性、電気物性、光物性、熱物性、計算化学

【科目の位置付け】
専門分野における深化した知識の修得を目的に、体系的な講義、実習を開講する(理工学研究科(理学系)カリキュラムポリシー)。

【授業計画】
・授業の方法
学生参加型演習を通して、凝縮系の物性について知見を深める。凝縮系物質の構造および物性を研究する手段である回折実験、分光実験の詳細について解説するとともに、分子動力学計算を実習により学ぶ。
・日程
第1回目 固体物性の基礎(自由電子論)
第2回目 固体物性の基礎(バンド理論)
第3回目 固体物性の基礎(半導体)
第4回目 固体物性の基礎(熱力学)
第5回目 固体の化学
第6回目 フーリエ変換の基礎
第7回目 フーリエ変換の応用
第8回目 確率過程と搖動散逸定理
第9回目 時間依存量子系
第10回目 振動分光法
第11回目 X線回折実験
第12回目 中性子回折実験
第13回目 分子動力学法の基礎
第14回目 分子動力学法の応用(液体構造)
第15回目 分子動力学法の応用(溶液構造)

【学習の方法】
・受講のあり方
調査、演習での能動的な学習を心がけてください。
分子動力学計算実習では、データ保存用USBメモリーを用意してください。
・授業時間外学習へのアドバイス
「物質が有する特性の多様性は、分子間相互作用の多様性にある」という観点で、様々な対象に興味を持って学習することが重要です。

【成績の評価】
・基準
物性物理化学の基礎的内容を理解し、諸事象を論理的に考察できる事。凝縮系物質の構造研究手段である回折実験、計算機シミュレーションおよび分光実験の原理の理解度および実際の物質研究にどのように適用されるかについての習熟度を合格の基準とする。
・方法
授業に関するレポートの内容(100%)を基に成績評価を行う。

【テキスト・参考書】
必要に応じて、資料を配布します。

【その他】
・学生へのメッセージ
できるだけ易しく説明しますので、出席してください。
・オフィス・アワー
質問等は随時受け付けます。

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