低温物理工学 / Low Temperature Nano-Science

単位数: 2. 担当教員: 加藤 雅恒. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-APP311J. 開講言語: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

この科目では Google Classroom を使用して、講義資料を発信します．

１．目的
低温での基礎物性のふるまいを理解し，低温における際立った量子現象である超伝導の概要を学ぶ．

２．概要
量子力学、熱力学、統計力学を駆使して，低温物性，超伝導の性質およびその物理的な考え方を学ぶ．

３．達成目標等
・超伝導の性質とその物理的な考え方を理解する．
・物性物理学に共通する物理的なものの見方を習得する．

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective
To understand the behavior of basic physical properties at low temperatures and to learn about superconductivity, a prominent quantum phenomenon at low temperatures.

2. Outline
Students will learn the properties of low temperature properties and superconductivity and their physical concepts by making full use of quantum mechanics, thermodynamics, and statistical mechanics.

3. Objectives
To understand the properties of superconductivity and its physical concepts.
To acquire the physical viewpoint common to condensed matter physics.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

物性物理原論A, Bをよく理解しておくことが望ましい。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

It is desirable that Solid State Physics A, B have already been understood well.

授業計画

1．液体ヘリウムと液体水素
2．低温物性：電気抵抗率１
3．低温物性：電気抵抗率2
4．低温物性：比熱１
5．低温物性：比熱2
6．低温物性：磁化率1
7．低温物性：磁化率2
8．低温物性：熱電能
9．低温物性：熱伝導
10．新超伝導体発見の歴史
11．超伝導物質
12．超伝導の性質　1
13．超伝導の性質　2
14．高温超伝導
15．高温超伝導

授業計画(Ｅ）

1. Liquid He and Liquid H2
2. Physical properties at low temperatures: electrical resistivity 1
3. Physical properties at low temperatures: electrical resistivity 2
4. Physical properties at low temperatures: specific heat 1
5. Physical properties at low temperatures: specific heat 2
6. Physical properties at low temperatures: magnetic susceptibility 1
7. Physical properties at low temperatures: magnetic susceptibility 2
8. Physical properties at low temperatures: thermoelectric power
9. Physical properties at low temperatures: thermal conductivity
10. History of new superconductors
11 Superconductors
12 Fundamental properties of superconductivity 1
13 Fundamental properties of superconductivity 2
14. High-temperature superconductivity 1
15. High-temperature superconductivity 2

授業時間外学習

配布資料に記載の基礎事項を復習すること．
授業内容の理解度を確認するため，授業時に小テストを行うこともあるので，
それに対応した十分な準備も必要である．

授業時間外学習（Ｅ）

Reviewing of the fundamentals described in the handouts are requested
for each class.　A short quiz may be given in every session time to evaluate students' understanding level.

成績評価方法及び基準

レポート、出席で評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation is performed based on test, attendance and reports.

教科書および参考書

• The Oxford Solid State Basics, Steven H. Simon, Oxford University Press ISBN/ISSN: 9780199680771
• なるほど物性論, 村上雅人, 海鳴社 ISBN/ISSN: 9784875253402
• 超伝導の世界, 大塚泰一郎, 講談社 ISBN/ISSN: 4061327070
• 超伝導, 小池洋二, 内田老鶴圃 ISBN/ISSN: 9784753623198

オフィスアワー

随時質問を受け付けます。

オフィスアワー（Ｅ）

Questions are accepted anytime.