タイトル

開講年度 開講学部等
2026 理学部
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期 火5～8 講義 5.0
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1042210035 統計力学Ⅱ[Statistical MechanicsⅡ] 日本語 3
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
坂井　伸之[SAKAI Nobuyuki] ー
担当教員[ローマ字表記]
坂井　伸之　[SAKAI Nobuyuki]
特定科目区分   対象学生   対象年次 3～4
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
巨視的な熱力学現象を、確率・統計の手法を使ってミクロの立場から理解しようとする考え方を学習します。
その準備として、初めに熱力学の復習と、確率・統計の基礎の学習をします。
熱力学と統計力学IIを履修していることが前提です。
授業の到達目標
統計力学の基礎を理解する。特に、フェルミ統計とボース統計の概念を理解し応用ができるようになる。
授業計画
【全体】
1週に2コマ（講義1+演習1）の授業です。
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 講義１：統計力学Iの復習１ 熱力学 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第2回 演習１：統計力学Iの復習１ 講義１の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第3回 講義２：統計力学Iの復習２ 気体分子運動論
カノニカル分布 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第4回 演習２：統計力学Iの復習２ 講義２の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第5回 講義３：調和振動子と熱力学第3法則 調和振動子
熱力学第3法則 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第6回 講義３：調和振動子と熱力学第3法則 講義３の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第7回 講義４：グランドカノニカル分布 グランドカノニカル分布の導入
グランドポテンシャル
理想気体 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第8回 演習４：グランドカノニカル分布 講義４の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第9回 講義５：黒体放射 黒体放射とシュテファン=ボルツマンの法則
空洞放射とレイリー=ジーンズの法則
プランクの法則 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第10回 演習５：黒体放射 講義５の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第11回 講義６：固体の比熱 アインシュタイン比熱（復習）
1 次元格子振動模型
デバイ模型 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第12回 演習６：固体の比熱 講義６の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第13回 講義７：フェルミ粒子とボース粒子 同種粒子と波動関数の対称性
なぜグランドカノニカル分布か?
フェルミ統計とボース統計 		授業内容を復習し、課題についてレポートを作成し提出する。(計120分)
第14回 演習７：フェルミ粒子とボース粒子 講義７の復習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第15回 講義８：理想気体の量子補正 理想気体:古典的極限の再導出
理想気体:量子補正 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第16回 演習８：理想気体の量子補正 講義８の復習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第17回 講義９：フェルミ縮退 フェルミ縮退
有限温度での理想フェルミ気体 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第18回 演習９：フェルミ縮退 講義９の復習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第19回 講義10：ボース=アインシュタイン凝縮 ボース=アインシュタイン凝縮
実験による検証 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第20回 演習10：ボース=アインシュタイン凝縮 講義10の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第21回 講義11：宇宙の統計熱力学1 放射の統計力学
有効自由度 g∗ で見る宇宙の熱的進化 		授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第22回 演習11：宇宙の統計熱力学1 講義11の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第23回 講義12：宇宙の統計熱力学2 宇宙の晴れ上がり 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第24回 演習12：宇宙の統計熱力学2 講義12の演習 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第25回 復習1 復習1 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第26回 復習2 復習2 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第27回 復習3 復習3 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第28回 復習4 復習4 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第29回 復習5 復習5 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
第30回 期末試験 期末試験 期末試験を受けて不明な箇所について、自分で調べたり質問して復習する。(2時間)
第31回 期末試験の解説 期末試験の解説 授業内容を復習し、課題に取り組む。(90分以上)
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: 50%　D: --%
成績評価法
小テスト+レポート50%、期末試験50%
教科書にかかわる情報
備考
毎回プリントを配布します。
参考書にかかわる情報
参考書 書名 統計力学 ISBN 9784061572089
著者名 北原和夫、杉山忠男 出版社 講談社 出版年 2010
備考
メッセージ
キーワード
エントロピー、熱力学第３法則、カノニカル分布、黒体放射、固体の比熱、フェルミ分布、ボース分布、宇宙論
持続可能な開発目標（SDGs）

  • エネルギーをみんなに そしてクリーンに
  • 産業と技術革新の基盤をつくろう
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
関連科目
熱力学、統計力学II、量子力学、物性物理学、宇宙物理学、相対論
履修条件
力学II， 連続体物理学, 量子力学I, 統計力学Iを履修していること。
連絡先
理学部本館2階201
nsakai@yamaguchi-u.ac.jp
http://www.nsakai.sci.yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
前期4月15日〜8月5日：水曜授業日12:05〜12:55
後期10月1日〜2月4日：木曜授業日12:05〜12:55
この時間以外に相談を希望する場合は、事前にメールで申し込んで下さい。

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