2023年度 学院等開講科目 物質理工学院 材料系
材料数理科学
- 開講元
- 材料系
- 担当教員
- 山本 隆文 / 笹川 崇男 / 伊澤 誠一郎
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 火3-4 (S7-201) / 木7-8 (S7-201)
- クラス
- -
- 科目コード
- MAT.C310
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2023年度
- 開講クォーター
- 4Q
- シラバス更新日
- 2025年7月8日
- 使用言語
- 日本語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
前半では、線形代数学など材料科学への応用に必要な数学を復習する。中盤では線形代数の物理への応用を扱う。後半では材料分析、特に結晶構造解析に関連する初歩的な数学的手法を解説する。
到達目標
材料科学で必要となる内容を題材にして，数学的諸概念や方法論について説明する。
キーワード
材料物理で使う数学
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
講義と小問題、レポートによる確認
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 基礎の基礎① | 材料科学への応用に必要な数学を復習する |
| 第2回 | 基礎の基礎② | 材料科学への応用に必要な数学を復習・演習する |
| 第3回 | 基礎の基礎③ | 材料科学への応用に必要な数学を復習・演習する |
| 第4回 | トポロジー・量子計算 | 先端材料科学に潜む数理科学を知る |
| 第5回 | 復習・演習 | 復習・演習 |
| 第6回 | 線形代数と物理への応用(1) | 線形ベクトル空間 |
| 第7回 | 線形代数と物理への応用(2) | 線形作用素 |
| 第8回 | 線形代数と物理への応用(3) | 固有値問題(1) |
| 第9回 | 線形代数と物理への応用(4) | 固有値問題(2) |
| 第10回 | 群論と結晶 | 群論を理解する |
| 第11回 | フーリエ変換と逆格子空間 | 逆格子空間を理解する |
| 第12回 | 結晶と線形代数 | 単位格子を線形代数を使って扱う |
| 第13回 | 回折実験への応用（１） | 回折実験に応用する |
| 第14回 | 回折実験への応用（2） | 回折実験に応用する |
| 第15回 | N/A | N/A |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
必要に応じて指示する。
参考書、講義資料等
必要に応じて指示する。
成績評価の方法及び基準
小テストおよびレポート
関連する科目
- ZUB.M201 ： 物理数学第一
- ZUB.M213 ： 物理数学第二
履修の条件・注意事項
前半に関して、線形代数に関する基礎知識を前提とする。中盤に関してベクトルに関する基礎知識を前提とする。後半に関して、結晶に関する基礎知識があることが望ましい。