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
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
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
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(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)講義室で、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。
簡単な行列計算を用いた量子論の扱いについて解説する。
URGCC学習教育目標
自律性、問題解決力、専門性
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を身につける。
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、物理系がどのような確定した物理量の値をとり得るかについて、波動方程式を用いた簡単な例
における計算法を理解する。
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
・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。
・量子現象を理解する適切な視点を得ているかどうか。
・簡単な例において、定量的な処方により、物質の振る舞いを行列計算で扱えるかどうか。
履修条件
共通教育科目の「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、最近の発展など
第１５回：量子力学の学び方
第１６回：期末試験
（注）この授業科目は10月に開講され、今年度から新規教員が担当します。そのため、
４月に提示された授業計画が若干変更される可能性があり、９月末までに授業計画を
確定します。たとえ変更があっても、「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」という本授業科目の趣旨は不変です。
事前学習
受講していて、履修したのに忘れてしまった学習項目に気が付いたときは、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
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。
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