タイトル

科目番号 教室 登録人数 履修登録方法 対面/遠隔
物物301   [金2]理313   50   抽選対象   対面授業  
開講年度 期間 曜日時限 開講学部等
2020 前学期 金2 理学部物質地球科学科  
講義コード 科目名[英文名] 単位数
400862001 初等量子力学   2  
担当教員[ローマ字表記]
小田 一郎  
授業の形態
講義
 
アクティブラーニング
 
 
授業内容と方法
量子力学の初歩を講義によって解説する。

まず、量子力学以前の物理学を概観し、どうして量子力学が誕生したかについて、歴史に沿って説明する。
次に、プランクのエネルギー量子仮説、アインシュタインの光量子仮説、ド・ブロイの物質波やド・ブロイの関係式などを詳説する。また、アインシュタインの光電効果やコンプトン散乱を説明し、量子力学における波動-粒子の二重性の重要性について言及する。

これらの歴史的背景や予備知識を説明した後、ボーアの原子模型を説明した後、シュレディンガーやハイゼンベルクが構築した量子力学を説明する。シュレディンガー方程式を”導出”した後、具体的に自由粒子や調和振動子などに適用して、シュレディンガー方程式を解析な方法で解く。
 
URGCC学習教育目標
問題解決力、専門性
 
達成目標
まず、量子力学の基本的概念を理解する。次に、シュレディンガー方程式を具体的な問題に適用して、解析的に解く技術を習得する。シュレディンガー方程式を解くために必要とされる数学、特に、固有値方程式、偏微分方程式の変数分離法による解法、行列の計算、交換関係の計算等も理解する。
 
評価基準と評価方法
期末試験:100点。判定基準は、A:80-100, B:60-79, C:40-59, D:20-39, F:0-19であるが、年によって難易度が変わるので、点数は幾分変動する。問題は、授業で説明した事項について、理解力や計算力を判断できる基本的な問題を出題する。また、参考のために毎回出席をとるが、基本的には成績には反映されない。
 
履修条件
解析力学,物理数学I,IIを履修していること。
初等量子力学演習と物理数学IIIはできる限り同時に履修すること。
 
授業計画
授業内容の概略

(1)波動と振動の復習
(2)プランクのエネルギー量子仮説
(3)アインシュタインの光量子仮説
(4)ド・ブロイの物質波
(5)アインシュタインの光電効果
(6)コンプトン散乱
(7)波動-粒子の二重性
(8)ボーアの原子模型
(9)シュレディンガー方程式の”導出”
(10)波動力学
(11)行列力学
(12)シュレディンガー方程式の自由粒子への適用
(13)シュレディンガー方程式の調和振動子への適用1
(14)シュレディンガー方程式の調和振動子への適用2
(15)シュレディンガー方程式の調和振動子への適用3
(16)定期試験
 
事前学習
前回までの授業の内容を自分のノートを見直して理解しておくこと。
 
事後学習
その日のうちに自分のノートを使って復習し、授業内容を理解しておくこと。理解できない場合は、オフィスアワーか次回の授業の終わった後に、質問すること。
 
教科書にかかわる情報
教科書 書名 ISBN
4785322063
備考
著者名
江沢洋著
出版社
裳華房
出版年
2002
NCID
BA56422087
 
教科書全体備考
 
 
参考書にかかわる情報
 
参考書全体備考
 
 
使用言語
日本語
 
メッセージ
5月8日からWebclassを用いて、授業を始めます!
 
オフィスアワー
部屋にいる時は、いつでも質問に来てもらって結構です。
 
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