基礎物理学・先端物理学
統計熱力学

本授業では、熱力学の復習から始め、統計力学の基礎概念までを理解することを目的とする。マクロな系を扱う熱力学と、それをミクロに扱う統計力学への橋渡しの役割を担う。この学問領域は、古典的な力学が扱わない多数の構成粒子からなるマクロな物質の内部エネルギーなど、物質内部の状態とその微視的記述に踏み込むもので、量子力学への扉を開くとともに、身近な現象、物質を理解するための基礎を与えるものである。3年次夏学期に開講する統計力学第1の入門編と位置付けられる。

1. 熱力学の基礎、カルノーサイクル
2. エントロピー
3. 熱力学関数
4. 熱力学の応用１：気体の膨張
5. 熱力学の応用２：化学反応、相平衡、相転移
6. 古典統計力学の基礎
7. 小正準集団
8. 正準集団
9. 分配関数と熱力学関数
10. 代表的な例題:スピン系、理想気体、黒体輻射など
11. 量子統計
12. 大正準集団