2019年度 材料・物性工学基礎   Material and Molecular Engineering

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開講元
融合理工学系
担当教員名
高橋 邦夫  日野出 洋文  CROSS JEFFREY SCOTT  松本 義久  KURNIAWAN WINARTO 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火1-2(S513)  金3-4(S513)  
クラス
-
科目コード
TSE.A201
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2019年5月9日
講義資料更新日
2019年1月31日
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

原子間相互作用の量子力学(化学)および統計熱力学の基本を説明し,金属材料,半導体,絶縁体,高分子,コンクリート,土質,等々…さまざまな物質の性質が具現化する理由を体系的に理解させる.

到達目標

工業材料の物性の決定に必須となる材料内部の原子/分子間の相互作用に関する基礎知識を得ることにより,材料の物性の選定に対するこれらの知識の適用,いかにそのような物性の材料を扱うかの理解,およびどのようなプロセスがエンジニアリングデザインの要求を満足するかの決定ができるようになる。

キーワード

量子力学、材料性質、統計(熱)力学

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

講義したトピックに対する,要約の作成,グループでの討論,演習等を行う。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 量子力学の基礎 シュレディンガー方程式の物理的な意味を理解せよ
第2回 孤立水素原子 孤立水素原子に対するシュレディンガー方程式の厳密解を理解せよ
第3回 原子における電子配置とスペクトル 水素原子等のプラズマの輝線スペクトルの発生メカニズムを理解せよ
第4回 原子間結合(量子化学)の基礎 LCAO近似の理解とそれに基づく,イオン結合,共有結合,金属結合を理解せよ
第5回 原子間結合状態に基づく物質の包括的な理解 原子間結合状態に基づく物質の特徴を包括的に理解せよ
第6回 物質(分子)の構造と性質(力学的性質) 物質の力学的性質を理解せよ
第7回 物質(分子)の構造と性質(化学的性質) 物質の化学的性質を理解せよ
第8回 物質(分子)の構造と性質(電気的性質) 物質の電気的性質を理解せよ
第9回 統計(熱)力学の基礎 統計力学の前提と基礎知識を整理せよ
第10回 物質(気体や固体)の熱的性質(熱容量等) 物質(気体や固体)の熱的性質(熱容量等)を理解せよ
第11回 熱力学の第一法則とその意味 熱力学の第一法則とその意味を理解せよ
第12回 熱力学の第二・第三法則とその意味 熱力学の第二・第三法則とその意味を理解せよ
第13回 熱(エネルギー)の移動 熱(エネルギー)輸送の取り扱い方を理解せよ
第14回 物質の移動 物質輸送の取り扱い方を理解せよ
第15回 状態の遷移 状態遷移の取り扱い方を理解せよ

教科書

Callister, W.D. "Materials Science and Engineering: An Introduction", 7th edition, John Wiley and Sons, Inc. (2007).

参考書、講義資料等

Smith, W. F., " Foundations of Materials Science and Engineering", 4th edition, McGraw-Hill. (2006)
Atkins, P., Paula, J. D., "Physical Chemistry", 9th edition, W. H. Freeman and Company. (2010)

成績評価の基準及び方法

不定期に行う演習および期末試験により講義の理解度を評価し成績とする

関連する科目

  • ZUQ.T202 熱力学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

常微分および偏微分方程式の基礎知識

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