1年 文科 理科 2年 文科 理科 月 5 Ｓ 2年 理科 火 2 Ｓ 1年 文科 理科 2年 文科 理科 水 5 Ｓ 時間割コード 時間割コード 時間割コード 総合科目 E（物質・生命） 30264 講義題目 授業の目標概要 30365 講義題目 授業の目標概要 30808 講義題目 授業の目標概要 開講 開講 開講 特殊相対性理論 特殊相対性理論の基礎についての講義を行う。 相対性の概念、相対論以前の光の伝播の問題、相対論における異なる慣性系の間の座標変換である Lorentz 変換、テンソルを用いた共変的な記述、相対論的な力学、Maxwell 方程式の相対論的共変性などについて、基本的に教科書に沿って講義を行うが、教科書がなくても理解できるように板書を行う。 高校で習う数学および物理学の知識を前提とし、大学で電磁気学を履修していなくても十分に内容が理解できるように講義を行う。 分子認識と分子自己集合 殆どの場合，分子は孤立して存在するというより，常に他の分子と相互作用している．特に溶液中では，必ず分子間における相互作用が存在する．このような分子間相互作用は分子骨格を形成する化学結合（共有結合）に比べとても弱いが，分子間相互作用が生命系の複雑な仕組みと深く関わり，秩序立ったシステムの形成・維持に寄与している．本授業では，ほぼ全ての分子間相互作用を扱い，さらに分子間相互作用の理解を深めるため，分子軌道により解釈される共有結合との比較も行う． 水素結合やファンデルワールス力は分子間相互作用の一つで，高校化学の教科書でも取り扱われている．しかし，分子間相互作用について，いくつもの基本的な疑問がある．水素結合はどういう元素間で形成されやすく，なぜそうなるのか？DNAの塩基対は水素結合で形成されているが，ATペアよりGCペアの方が強いのはなぜか?単に水素結合の数だけで説明して良いのか？タンパク質はポリペプチドから形成され，アミド間の水素結合により一義構造へ折り畳まれるが，なぜアミド結合が選ばれたのか？なぜ水に溶けにくい物質は水を嫌って集合化するのか？また，水以外にこのような特性を示す溶媒は存在するのか？ファンデルワールス力は分子間相互作用の中で最も弱いが，無視できるほど弱いのか？分子が自発的に集合し，秩序構造を形成する自己集合という現象は，生命システムの形成に欠かせないが，どうやって自己集合体が形成されるのか？自己集合も化学反応の一つだが，その反応機構は，一般的な化学反応と同じような考え方で解釈できるのか？ 本授業では，これらの問題について「分子間相互作用」というキーワードをもとに合理的に考え，結論を導き出していく． 統計物理学 統計物理は, 自然界の身近なマクロな現象をミクロなレベルから解き明かす，現代物理学の基礎的な学問である. 鉄は何で磁石に引かれるのだろう？ゴムは良く伸びるけど，手を離せばもとに戻ってしまう， そんな身近な疑問も, 分子, 原子, 電子といったミクロな構成要素が 無数に集まって統計的にどう振る舞うかを定式化すれば 簡単明瞭に理解することができる. 熱力学では抽象的なマクロ変数をもとに熱平衡という概念を扱った. その際にエントロピーという一見正体不明の物理量が出てきただろう. ところが統計物理の言葉では, そのエントロピーの正体も少数の原理を仮定するだけで, 実に明快に定義することができるのである. 本講義では, 統計物理の枠組みを初歩から理解し, そのうえでゴムや磁石などの問題を具体的に取り上げ, 物理学の面白さを知ってもらい, また物理的なものの見方を理解してもらうことを目標にする. 授業科目名 相対論 授業科目名 超分子化学 授業科目名 統計物理学 担当教員 大川 祐司 担当教員 平岡 秀一 担当教員 堀田 知佐 所属 曜限 物理 所属 曜限 化学 所属 曜限 物理 対象 対象 対象
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