授業科目の紹介

いくつかの特色のある授業科目を紹介します。これらの科目を履修することを推奨します。科目の一覧はカリキュラムをご覧ください。

講義
実験
卒業研究

講義

基礎電磁気学（2年次前期）・電磁気学I（2年次後期）・電磁気学II（3年次前期）

電磁気学では、電気や磁気の現象を「電場」や「磁場」といった場の考え方を用いて理解します。電荷は電場をつくり、電荷が移動すると電流となって磁場をつくります。さらに、磁場が時間的に変化すると電場を生じ、逆に電場が変化すると磁場を生じます。これらを統一的に説明する方程式としてマクスウェル方程式があります。マクスウェル方程式を学ぶと光も電磁場の1つであることがわかります。

量子力学I（2年次後期）・量子力学II（3年次前期）

ボールのようなマクロな物体の運動は、高校物理で習う力学（ニュートン力学）で完全に理解することができます。ところが、電子のようなミクロな物体の運動は、ニュートン力学には従わず、我々の素朴な直感とは全く異なる振る舞いを示すことがあります。こうしたミクロな物体の振る舞いを取り扱うのが量子力学です。この理解を基礎として、新しい機能を持つ物質の創生が可能となります。

熱統計力学II（3年次前期）

電気を通したり通さなかったりといった物の性質は、アボガドロ数個の電子がどのように動くかで決まります。ところが、これだけたくさんの粒子の運動を全て正確に計算する事はできません。しかし、統計力学を用いると運動の”平均的な”速さや向きはかなり正確に計算する事ができます。これにより、物の性質をミクロな粒子レベルから理解することができ、また新しい機能を持つ素子を創成することが可能になります。

半導体工学基礎（2年次前期）

半導体の集積回路（LSI）は、薄膜形成と微細加工の技術の粋を集めた素子であり、スマホやPCの演算や情報の記憶、カメラなどのセンサーアレイなどに無くてはならないものです。本講義は難しい式や理論を使わず、基板作製、洗浄、薄膜、微細加工、分析評価など、集積回路を作る上で必要な技術全体を概観できる構成になっています。半導体関係の授業はこのあと「半導体工学I・II・III」や「応用電子工学」へと続きますが、本講義を受講することで、自分がどの過程のどの技術や理論を学んでいるのかを把握しやすくなります。

固体物理学I（3年次前期）

固体物理学とは原子の集合体である固体の性質を、電子や原子の世界の基本法則である量子力学から理解しようとする学問です。さらに、回折や共鳴などの外場との相互作用までも対象にしています。このように固体物理学は非常に広範囲にわたっています。本授業では主として結晶学的・熱的性質に関する内容を取り扱います。

物理数学基礎（2年次前期）・物理数学セミナー（2年次前期）・物理数学I（2年次後期）・物理数学II（3年次前期）

物理学の諸法則は数学で記述され、それらの物理法則から様々な物理現象を説明するためにも数学が用いられます。このような物理学で用いられる数学（物理数学）は、実際に用いながら理解するとともに、数学の一分野として体系的に学ぶことが重要です。我々の履修モデルでは、物理工学系の多様な科目で扱う様々な物理数学を体系的に学ぶために、物理数学を専門的に扱う講義を設けています。これらの講義では、高校までに学んだ数学からの「橋渡し」にはじまり、具体的な物理法則や物理現象への適用例を交えながら、抽象的な概念をわかりやすく解説します。