| 科目名 |
材料の科学 |
| 担当教員 |
前田 敏彦 |
| 対象学年 |
2年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｂ１０６ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火４,金４ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的
人類にとって有用な性質を持つ物質であっても，それを使いこなすには組成制御，構造制御，組織制御など様々な「工夫」が必要である．それによって，人類は物質を材料として活用する．「材料科学」（materials science）は，その「工夫」を研究する学問である．本講義では，材料科学を学ぶ上で必須となる固体物理学の基礎を学ぶ．
講義の進め方
基本的に板書で行うが，適宜 PowerPoint 等も使用する．また必要に応じプリント等講義資料を配付する．随時小テスト（演習）を実施する．
達成目標
金属，セラミックス等における主要な結晶構造を理解し，それらの特徴を説明できること．物質が示す多くの性質は電子の振る舞いに基づいて説明できることを理解すること． |
| 授業の詳細2 |
講義計画
1. Introduction（講義の概要，基本的事項の確認）
「物質」と「材料」とは異なる概念である．材料は人間にとって有用でなければならない．良い材料を創り出すためには物質の性質（物性）についての理解が不可欠である．
2. 原子と分子．化学結合．
3. 結晶学-1
結晶とは？原子の規則配列と周期性．空間格子と単位格子．対称性について．7 晶系と 14 のブラベー格子．
4. 結晶学-2
結晶内の方向と結晶面の表し方：ミラー指数.
5. 結晶学-3
代表的な結晶構造：単一元素の原子が作る結晶構造（主に金属）．単純立方，対心立方，面心立方，六方最密充填構造など．
6. 結晶学-4
代表的な結晶構造：複数種元素の原子が作る結晶構造（主にイオン結合性結晶）．NaCl 型，CsCl 型，ペロブスカイト型など．
7. 結晶学-5
結晶構造の分類：ダイヤモンド型構造，閃亜鉛鉱型構造などを含め
8. 習熟度確認
9. 電磁気学の復習
クーロンの法則，電場と電位．
10. 金属の電気伝導-1
自由電子，電気抵抗，マティーセンの法則．
11. 金属の電気伝導-2
古典的な描像に基づいて，金属結晶中の電子の運動について考察する．電気抵抗の起源．
12. 金属と半導体・絶縁体．
エネルギーバンド
13. 電子と光の相互作用
透明と不透明．
14. 固体の熱的性質
固体の比熱．デュロン-プティの法則．格子振動について．
15. 習熟度確認 |
| 授業の詳細3 |
◆テキスト：特に指定しない
◆参 考 書
(1) C. Kittel 著，宇野良清 他訳，「固体物理学入門」（丸善）．
(2) A. Guinier・R. Jullian 著，渡辺正・黒田和男 訳，「固体の科学」（マグロウヒル）．
◆成績評価
二回の試験の合計点が 95 点以上であれば AA、80 点以上を A、70 点以上を B、60 点以上を C とする。A、B、C については、小テストの内容等を考慮することがある．ただし，全授業 15 回のうちの三分の二以上（10 回以上）の出席を合格の必要条件とする．
◆備考：
◆受講前の履修が望ましい科目： 数学，力学，電磁気学基礎，現代物理学基礎，環境熱科学，基礎化学，無機化学，計測と解析 |
| 授業の詳細4 |
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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