物理学関係科目

物理学関係科目
理学セミナー（物理学科）（Science Seminar）
旭，斉藤，久世，上田，金森，田中，大熊
後学期 2−0−0 （2学期）
少人数のグループで，自然科学，特に物理学に関連する文献を読みながら，身近な科学現象や，先端物理学の諸問題へ
の導入などを議論する。自然科学・物理学の研究への興味をわかせ，高校までの教科書にはなかった新しい考え方に触れ，
また自ら考える機会となり，活発に質疑できる雰囲気となる事を目指す。
物理学D（General Physics D）
岡 真 教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 20世紀になって発展した現代物理学を理解することを目的とする。
Ⅱ 相対論，量子論，原子の構造などについて学ぶ。
物理学実験第一（Experiments in Physics Ⅰ）
高柳 邦夫 教授・中村 隆司 助教授（この他実験関係全教授，助教授，助手）
前学期 0−0−4
Ⅰ 物理学科の全学生を対象とする。物理学は自然の科学であるから，自然の観察，実験による検証・発見がたいへん重
要な役割を果す。基礎物理学実験で習得した知識を発展させ，いろいろな分野の物理実験の原理と測定法を学ぶ。
Ⅱ 次の4項目について行なう。
⑴光学 ⑵エレクトロニクス ⑶真空・原子・分子 ⑷放射線計測。
毎週二日，午後に行なう。
物理学実験第二（Experiments in Physics Ⅰ）
高柳 邦夫 教授・中村 隆司 助教授（この他実験関係全教授，助教授，助手）
後学期 0−0−4
Ⅰ 物理学実験第一に引き続き，物理学科の全学生を対象とする。物理実験の総合的な考え方・測定法・データ解析法を
学ぶ。これは本格的な研究実験の準備となるものである。
Ⅱ 強誘電体，結晶によるX線回折，高温超伝導，イオン・トラップ，α線，メスバウア効果，コンプトン散乱，プラスチッ
クシンチレータと高速パルス処理，レーザー，時間分解発光，赤外スペクトル，超流動へリウム4，超音波，核磁気共
鳴，ホール効果，マイコン実験などの実験テーマが準備されている。学生はこれらのうちの6課題について実験を行なう。
毎週二日，午後に行なう。
量子力学第二（Quantum Mechanics Ⅱ）
伊藤 克司 助教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 量子力学第一に引きつづき，摂動論等の量子力学における近似法，散乱問題及び同種粒子の統計性を含む種々の問題
を論ずる。
Ⅱ 定常状態の近似方法，時間に依存する場合の近似方法，WKB近似，散乱の運動学，球対称ポテンシャルでの散乱，
散乱の近似法，スピンと統計性。
（267）
量子力学演習第二（Exercises in Quantum Mechanics Ⅱ）
伊藤 克司 助教授他 前学期 0−2−0
量子力学第一及び量子力学演習第一に引きつづき，量子力学第二の講義と密接な連絡のもとに練習問題の演習その他を
行う。
熱・統計力学第二（Thermodynamics and Statistical Mechanics Ⅱ）
上田 正仁 教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 第一に引き続いた講義で，統計力学の原理を説明する。後半では相転移や非平衡系の理論にも触れる。
Ⅱ 1. 開いた系と化学ポテンシャル，グランドカノニカル分布
2. フェルミ統計とボーズ統計
3. 相転移の統計力学
4. 非平衡統計力学
熱・統計力学演習第二（Exercises in Thermodynamics and Statistical Mechanics Ⅱ）
上田 正仁 教授 前学期 0−2−0
熱・統計力学第一及び同演習第一に引き続き，熱・統計力学第二と密接に連絡して問題を解きながら学ぶ。
物質中の電磁気学（Electromagnetism in Condensed Matter）
南 不二雄 教授 前学期 2−0−0
微視的物質構造から出発して，導体，誘電体，磁性体，超伝導体などの物質中あるいは境界面での電磁場の静的性質や，
外部変動電磁場に対する動的応答を，Maxwell方程式に基づく巨視的な電磁現象として扱う。
化学物理第一（Chemical Physics Ⅰ）
松下 道雄 助教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 分子の化学結合と，分子と光の相互作用を量子力学に基づいて理解する。
Ⅱ 1. 原子構造，2. 化学結合，3. 分子の振動・回転の量子状態と核スピンの量子統計，4.光と分子の相互作用，5. レーザー
化学物理第二（Chemical Physics Ⅱ）
金森 英人 助教授 後学期 2−0−0
化学物理は，気体，液体，固体として存在するさまざまな物質の性質とその変化を，物質を構成する分子の性質を通し
て理解しようとする，幅の広い学問である。ここでは化学物理第一に引き続き，分子の静的な側面として多原子分子の分
子構造を，動的な側面として分子運動と化学反応を取り上げる。
流体・弾性体力学序論（Fluid Dymamics and Elastic Body）
井田 茂 助教授 前学期 2−0−0
流体，弾性体などの連続体の力学を講義する。但し流体力学を主とする。
数値処理・計算物理学（Computational Methods in Physics）
押川 正毅 助教授 後学期 1−1−0
（268）
現代物理学において実験・理論と並び主要な方法となっている数値的な手法の基礎を学び，実際のプログラム作成を通
じて応用する力を身につける。
相対論的量子力学（Relativistic Quantum Mechanics）
伊藤 克司 助教授 後学期 2−0−0
Ⅰ 量子力学第一及び第二にひきつづき，非相対論的量子力学のまとめを行いながら主として相対論的量子力学及び粒子
数が変る体系の量子力学について論ずる。
Ⅱ 1. Dirac方程式 2. 相対論的共変性 3. 自由粒子解 4. 電磁場中のDirac粒子 5. 水素原子 6. 空孔理論 7. 電磁場の量子論
現代物性物理（Modern Condensed Matter Physics）
奥田 雄一 教授 後学期 2−0−0
Ⅰ 原子，分子がアボガドロ数個集まった系の物理，特に凝縮系の物理の入門となる講義である。低温での巨視的量子効
果（超伝導，超流動，巨視的量子トンネル効果，レーザー冷却）や最近進展の見られる量子効果を利用したニューテク
ノロジーなどを取り上げ，物性物理学の面白さを紹介することを目的にする。
Ⅱ 1.巨視的量子効果，低温，相転移，2.超流動入門，3.二流体力学と超流動，4.BEC、相互作用，超流動，5.レーザー
冷却と中性原子のBEC，6.超伝導の基礎Ⅰ，7.超伝導の基礎Ⅱ，8.量子化渦の物理，9.KT転移と渦，10.巨視的量子ト
ンネル効果，量子核形成，11.Normal metalにみられる量子効果，12.量子効果を利用したニュー・テクノロジー
光物理学（Optical Science）
吉野 淳二 教授 後学期 2−0−0
Ⅰ 主として物理光学について講義する。
Ⅱ 1.電磁波としての光の伝播，2.結晶中の光の伝搬，3.分散と吸収，4.屈折と反射，5.干渉，6.回折，7.光と物質の相互
作用
原子核物理学概論（Introduction to Nuclear Physics）
柴田 利明 教授 岡 真 教授 後学期 2−0−0
原子核の構造の基礎から始めて，宇宙の創成と発展の中に現れる原子核物理について講義する。宇宙創成の極く初期に
クォークとグルーオンのプラズマからハドロン（陽子など）が形成され，更に恒星の中で元素が合成され，超新星爆発で
質量の大きな原子核ができる様子を，その基礎になる加速器実験の成果をまじえながら現代の原子核物理の視点から解説
する。（柴田）
20世紀後半の素粒子・原子核物理学の発展を踏まえて，原子核およびその構成粒子である陽子などのハドロンの構造
と性質を学ぶ。核力，核子の構造，強い相互作用の理論など基礎的な事項と共に，ストレンジネスを含むハイパー核の物
理，クオーク・グルーオンの非閉じ込め相への高温高密度での相転移現象など，最近の話題も紹介する。（岡）
宇宙物理学概論（Introductory Astrophysics）
垣本 史雄 教授 後学期 2−0−0
宇宙に関する知見は，観測の大規模化や最先端の技術の応用により，日々拡大更新されている。本講義では，まず，宇
宙物理学に関する基礎事項および天体現象における素過程について解説する。つぎに，宇宙物理学，特に高エネルギー宇
宙物理学における最先端の成果を紹介する。
（269）
一般相対論（General Relativity）
白水 徹也 助教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 一般相対論による重力と時空の記述，その応用についての基礎知識を習得する。
Ⅱ 1. 相対論の基礎 2. リーマン幾何学 3. アインシュタイン方程式 4. ブラックホール 5. 中性子星
6. 重力波 7. 宇宙モデル
基礎固体物理第一（Introduction to Solid State Physics Ⅰ）
安藤 恒也 教授 後学期 2−0−0
巨視的物質の多彩な性質の中で，固体物理はもっとも基礎的な分野である。その固体物理の中から，結晶・格子振動・
金属・半導体・超伝導体・磁性体の基礎を概説し，固体物理の入門としたい。
基礎固体物理第二（Introduction to Solid State Physics Ⅱ）
奥田 雄一 教授 大熊 哲 助教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 基礎固体物理第一の後を受けて，固体物理学ないしは物性物理学の基礎をなすいくつかの分野，すなわち磁性，相転
移，超伝導，輸送現象（含む量子ホール効果，不純物伝導）などについての基礎的な理解を深めることを目的とする。
Ⅱ 1.磁性，2.核磁性，3.相転移（含む量子相転移）4.臨界現象（奥田）
1.輸送現象の基礎，2.超伝導の現象論，3.量子ホール効果，4.不純物伝導，5.Mott転移，6.メゾスコピック系（大熊）
素粒子物理学概論（Introduction to Elementary Particle Physics）
渡辺 靖志 教授 前学期 2−0−0
極微な世界での物質と相互作用の根源的性質を研究する素粒子物理学を概観する。前半は，素粒子とは何か，日常の感
覚からどのようにとらえればよいかなど基本的概念をふまえながら素粒子の世界を概説する。後半はとくに実験的見地か
ら最近の話題を中心に紹介する。量子色力学と電弱統一理論からなる標準理論を中心に，大統一理論，超弦理論（M理論），
最近のトピックスであるクォーク・グルーオン・プラズマ生成実験やニュートリノ質量の問題などまで言及したい。
生物物理学概論（Introduction to Biophysics）
未 定 前学期 2−0−0
Ⅰ 生物物理学は，生物現象を物理（学）的な“目”で捉えようとする学問である。その研究領域は，従来の生物学の枠
を越えて広い分野にまたがっている。本講義では，生物を見る物理（学）的な“目”を意識しつつ，次のテーマについ
て述べたい。
Ⅱ 1. 生物現象の物理的理解，タンパク質及び核酸の構造と機能，生体機能を司る機械の構造とメカニズム，最新の物
理的研究法
2. 生体高分子の統計力学，DNAの相移転，遺伝子の構造・機能・進化，ヒトゲノムプロジェクト
3. 生体膜の基礎知識，膜内での分子の振舞，膜タンパク質の拡散と光ピンセット法の応用，細胞膜の2次元編制
Ⅲ 生命という複雑な現象を探る方法として従来の実験的および理論的方法に加えて，最近，コンピュータ物理学をベー
スにして生命現象を研究する方法が有力になりつつある。この方法はinsilico的研究と呼ばれている。本講義では，こ
のin silico的研究の内容および人工生命，複雑系の研究との関係を説明し，この方法と従来の方法との相補的な役割
について知ってもらうことを目的とする。
（270）
放射線の基礎と応用（Fundamental Radioactivity and its Application）
実吉 敬二 助教授 前学期 2−0−0
Ⅰ 放射線に対する正しい知識を修得し安全に取扱えるようになることを目的とする。
Ⅱ 自然及び加速器等からの放射線の種類，性質，物質との相互作用及びその計測法について述べる。また，放射線の応
用や生体に与える影響について概説し併せてその安全管理について述べる。
物理数学特論（Advanced Applied Mathematics for Physicists）
島田 徳三 講師 後学期 2−2−0 （講義と演習を含む）
Ⅰ 偏微分方程式論。
多くの物理現象は時空点の関数である場の従う偏微分方程式で記述される。特性曲線の理論，グリーン関数と境界値
問題，ラプラス変換を用いた解法，非線形偏微分方程式等の数学を学ぶ。物理に例を多く取り，これまで学んできた物
理を数学を通して統一的に考察する。
Ⅱ 連続群の表現。
角運動量やスピンを例にとって，回転群とそのLie環の表現論を学ぶ。
Ⅰ，Ⅱともに，講義に伴う演習への積極的な参加を重視する。具体的な問題を解く腕力をつけてもらいたいからである。
C C：
物理学コロキウム第一（Colloquium on Physics Ⅰ）
（H16認定）創造性育成科目
C C：
物理学コロキウム第二（Colloquium on Physics Ⅱ）
（H16認定）創造性育成科目
各教員（ 学科長） 前学期 0−2−0 後学期 0−2−0
物理学に関する主として外国語文献の紹介を学生自ら行う。研究論文等に対する読解力を養い，講演における表現の方
法及び討論の訓練を目的とする。文献の選択は教員が指導する。
（271）