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311   [水3]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
2024 前学期 水3 理学部物質地球科学科  
講義コード 科目名[英文名] 単位数
400863001 初等量子力学演習   2  
担当教員[ローマ字表記]
友寄 全志  
授業の形態
講義、演習又は実験
 
アクティブラーニング
学生が自身の考えを発表する、学生が文献や資料を調べる
 
授業内容と方法
<授業内容>
量子力学の基礎を習得し、初等的問題を解く力をつけるため演習を行う。
量子力学的な運動はSchodinger方程式によって記述される。
この授業ではSchrodinger方程式が見いだされた経緯には触れず、その解き方と解の考察に焦点を当てる。
量子力学に現れる微分方程式を解き、規格化積分等の計算力を養う。
また得られた解を図示し、グラフで表現する力を磨く。
より本格的発展的な量子力学を学ぶための数学的問題も取り入れる。

<授業方法>
授業のはじめに解答の方針を紹介、次に学生自らが問題を解き、最後に教員が解説する。
演習問題のプリントはWebClassで配布する。

授業に関する連絡をWebClassで行う。
 
URGCC学習教育目標
自律性、問題解決力、専門性
 
達成目標
古典原子模型の困難

量子力学の基礎
・Schrodinger方程式
・波動関数と確率解釈
・固有値と固有状態
・物理量の期待値と演算子
・1次元の束縛問題
・1次元の反射と透過(トンネル効果)
について理解する。
上記に関連する初等的問題を解き、論理的に説明できる。
「自律性」、「問題解決力」、「専門性」
 
評価基準と評価方法
中間テストと期末テストで評価する。
・中間テスト:40%
・期末テスト:60%

全授業回数の3分の1以上欠席した場合は、評価の対象としない。
正当な理由なく期末テストを受けなかった場合は、単位を認定しない。
 
履修条件
初等量子力学(物物301)を同時履修または履修済みであること。
 
授業計画
 1. ガイダンスおよび古典原子模型の困難
 2. Schodinger 方程式の導入
 3. 定常状態の状態関数とその規格化
 4. 物理量の期待値と演算子
 5. 速度と運動量の期待値
 6. 加速度の期待値およびEhrenfestの定理
 7. 中間テスト1
 8. 無限の深さの井戸型ポテンシャル
 9. 固有値問題 有限の深さの井戸型ポテンシャル1
10. 有限の深さの井戸型ポテンシャル2 数値解
11. 運動量の固有状態と運動量の測定
12. 中間テスト2
13. 1次元の反射と透過1
14. 1次元の反射と透過2
15. トンネル効果
 
事前学習
1時間程度の事前学習を前提として授業を進める。
プリントの問題と参考書の関連ページを読んで問題の設定を理解しましょう。知らない言葉・概念があれば調べましょう。
 
事後学習
1時間程度の事後学習を前提として授業を進める。
授業で解説した問題を自分で解き直し、問題や解答について考察しましょう。
 
教科書にかかわる情報
 
教科書全体備考
WebClassでプリントを配布する。
学生の理解度や進度に合わせて問題を変更する場合がある。
ノートパソコン等で授業中に閲覧できるようにしよう。

初等量子力学(物物301)で使う教科書も持参すると良い。
 
参考書にかかわる情報
参考書 書名 ISBN
978-4061532403
備考
著者名
猪木慶治, 川合光著
出版社
講談社サイエンティフィク
出版年
2007
NCID
参考書 書名 ISBN
978-4785322069
備考
著者名
江沢洋著
出版社
裳華房
出版年
2002
NCID
参考書 書名 ISBN
978-4489020964
備考
著者名
前野昌弘著
出版社
東京図書
出版年
2011
NCID
 
参考書全体備考
 
 
使用言語
日本語
 
メッセージ
量子力学の基礎を理解し、基本的な問題を解く力をつけてください。
そのためには授業以外の学習が必要です。
自学自習して、分からない点があれば質問してください。

教務情報システムの「お知らせ」やWebClassからのメッセージ、シラバスの更新を定期的に確認してください。

欠席数や遅刻数、提出レポート数等は、各自把握してください。
 
オフィスアワー
月の午後および火・金の午前中。
その他も在室中(理A302)ならいつでも。
事前にメールで連絡ください。
 
メールアドレス
この項目は教務情報システムにログイン後、表示されます。
 
URL
YouTube での解説動画
https://www.youtube.com/user/youtomotomo/videos?view=0&sort=dd&shelf_id=0
 

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