科目番号
教室
登録人数
履修登録方法
対面/遠隔
物物222
[水5]理105
40
抽選対象
対面授業
開講年度
期間
曜日時限
開講学部等
主要授業科目
2024
後学期
水5
理学部物質地球科学科
講義コード
科目名[英文名]
単位数
400876002
原子物理学
2
担当教員[ローマ字表記]
稲岡 毅
主授業科目は、令和７年度からの表示項目です。
授業の形態
講義、演習又は実験
アクティブラーニング
授業内容と方法
＋＋＋＋＋ 履修登録 ＋＋＋＋＋
この科目は、理学部物質地球科学科物理系の学生を対象とします。
その他の学生で履修を希望する場合は、希望理由を事前にメールで連絡してください。
履修者数を勘案して可否を判断します。
アドレス： inaoka-at-sci.u-ryukyu.ac.jp（-at-はアトマークに置き換えてください。）
＋＋＋＋＋ 授業形態 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
(1)授業は、指定された講義室にて「対面」で行います。
講義室でのマスクの着用は、個人の判断にゆだねられますが、体調不良でせきが出るとき
などは、マスクを着用してください。
(2)小テスト２回と期末テストを行います。
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古典力学（ニュートン力学）から前期量子論へ、さらに基礎的な量子力学の考え方への橋渡しをする。
原子や分子の基礎概念およびそれらの諸現象の古典的な取り扱い方と量子論的な取り扱い方の比較を
しながら、次第に量子論になじむようにする。
原子については、主に水素原子を扱う。
URGCC学習教育目標
自律性、問題解決力、専門性
達成目標
学習上の達成目標 [専門性]、[問題解決力]
(1)光、電子の粒子性と波動性がどのような現象に現れるかを理解する。
(2)光、電子の粒子性と波動性を利用する測定方法についての知識を身に付ける。
(3)古典論から量子論へ移行すると、物理量が演算子で記述され、電子の波動性が
シュレディンガー方程式で記述されることを知っている。
(4)水素原子の電子の軌道の量子数がどのようなものであるかが分かり、その知識
を一般の原子にも応用できる。
授業内容の復習と課された問題演習を通して、自己学習する力を身につける。[自律性]、[問題解決力]
評価基準と評価方法
期末テスト（83%）、小テスト２回（17%）により評価する。
（期末テスト 100点、小テスト２回 10x2点）
評価基準
上記の達成目標に掲げた４項目についての理解度を問う。
履修条件
共通教育科目の「微積分ST」、「物理学I」、「物理学II」 を履修していることが
強く望まれる。
授業計画
第１～２回 電子の発見
・陰極線 ・電磁場中での電子の運動 ・電子顕微鏡
第３～４回 原子模型
・トムソン模型、長岡模型 ・ラザフォード散乱
・ラザフォード後方散乱分析法
第５～７回 光の粒子性と波動性
・プランクのエネルギー量子仮説
・光電効果 ・角度分解光電子分光法
・２重スリットによる単一光子の干渉 ・Ｘ線の発生
・X線のブラッグ反射
・X線のコンプトン散乱
第８回 電子の波動性
・ド・ブロイの物質波 ・Davisson-Germerの実験
・２重スリットによる電子波の干渉 ・低速電子線回折法
第９回 水素原子の模型
・水素原子の発光スペクトルとエネルギー準位
・ボーアの水素原子模型
第10～12回 物質波の波動方程式
・弦の振動の波動方程式 ・自由粒子の波動方程式
・井戸型ポテンシャル中の電子の波動方程式
・シュレディンガーの波動方程式
・波動関数の確率解釈
・トンネル効果 ・走査トンネル顕微鏡
第13回 演算子、そして固有値と固有関数
・エルミート演算子
・運動量、角運動量の演算子と交換関係
・演算子の交換関係と同時固有状態
第14～15回 水素原子のシュレディンガー方程式
・演算子としてのハミルトニアン ・固有状態と量子数
・波動関数の動径方向成分
・一般原子の電子配置への応用
（注１）この科目では、光、電子の粒子性と波動性に焦点を当て、古典物理学から量子物理学が
誕生する過程を詳しく論じる。水素原子を扱うが、シュレディンガー方程式を解析的に
解くことは行わない。量子論については、数学的取り扱いよりも、考え方、見方を論じる。
（注２）今年度から新規教員の担当となるので、各回への授業内容の割り振りが若干変更される
可能性がある。
（注３）達成目標と各回の授業内容の関連は、次のとおりである。
目標(1)と(2) 第１～12回に含まれる。
目標(3) 第13～15回
目標(4) 第14～15回
事前学習
古典力学、電磁気学、微積分を使用します。受講していて、理解不十分と感じた学習項目は、
次の授業までに復習して、基礎知識を補強しておいてください。
事後学習
授業内容の復習と課された問題演習を中心にして、「能動的」な自己学習を行ってください。
どこが理解できていないかを自分で診断し、どのように勉強すればよいかを自分で考え、
実行し、効果を検証してください。
教科書にかかわる情報
教科書全体備考
必要に応じてプリントを配布します。
参考書にかかわる情報
参考書
書名
原子物理学Ｉ
ISBN
9784489001451
備考
著者名
E. シュポルスキー著 ; 玉木英彦 [ほか] 訳
出版社
東京図書
出版年
1985
NCID
参考書
書名
量子力学入門
ISBN
9784621086209
備考
著者名
前野昌弘
出版社
丸善
出版年
2012
NCID
参考書全体備考
その他、必要に応じて授業で紹介します。
使用言語
日本語
メッセージ
理学部物質地球科学科物理系の学生を対象とします。
２年次後期での履修が推奨されています。
オフィスアワー
共通教育棟１号館502室にいます。
隣りの共通教育棟１号館501室では、ホワイトボードを用いた説明も可能です。
水曜日２限目には、他の授業があります。
留守にすることもあるので、事前にメールで予約してください。
メールアドレス
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