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
2018
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]
久高 将壽
授業の形態
アクティブラーニング
授業内容と方法
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。
原子は主に水素原子を中心的に調べる。
特に簡単な行列計算を使った量子論の扱いの解説を試みます。
URGCC学習教育目標
達成目標
原子と分子についての量子力学の初等的な取り扱いができる基礎的な考え方と計算方法が身につく。具体的には簡単な物理系のエネルギー準位の意味がわかりその計算ができること。
また波動方程式を使って、物理系がどのような確定した物理量の値をとりうるか、簡単な例でのその計算法を理解する。
評価基準と評価方法
定期試験と課題レポートによる。評価基準は水素原子の構造を理解して、古典論と量子論の観点から取り扱うことができるかどうか、また量子現象を理解する適切な視点を得ているかどうか、簡単な例で定量的な処方で物質の振る舞いが行列計算で扱えるかどうかを基準とする。
履修条件
力学と電磁気学の初歩が理解できていること。
授業計画
第１回：原子論の歴史的発展
第２回：原子の存在証明、アボガドロ数
第３回：荷電粒子と電磁場
第４回：黒体放射の謎、光の粒子性、量子
第５回：原子の内部構造、Ruthefordの散乱実験
第６回：原子構造のモデル、Bohrの水素原子モデル
第７回：Bohrの水素原子モデルの発展、エネルギー量子化の実験的証明
第８回：他の元素の原子の構造、周期律表
第９回：物質波の発見、実験的検証
第１０回：物質が波動性をもつとはどういう意味か？簡単な例と計算
第１１回：波動方程式を見つける。
第１２回：水素原子に使ってみる。波動方程式の意味、量子化されたエネルギーの計算法
第１３回：波動方程式をもっと解いてみる。トンネル効果、放射性元素の半減期への応用
第１４回：不確定性関係、最近の発展（小沢の不等式）
第１５回：量子力学の学び方
事前学習
授業で示した計算は、すべて必ず再度自分できちんと計算してみること。それだけでも力がついてきます。
事後学習
授業で示した計算は、すべて必ず再度自分できちんと計算してみること。それだけでも力がついてきます。
教科書にかかわる情報
教科書全体備考
必要な書籍から抜粋してプリントを配布します。
参考書にかかわる情報
参考書全体備考
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
オフィスアワー
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