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
主要授業科目
2025
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]
前野 昌弘
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
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
授業になんどか、webClass を通じてレポートを提出してもらう。
学期末に試験を行う。
次の二つの成績のうち、点数が高い方で評価する。
期末試験の成績（100点満点）
期末試験の成績（100点満点）×0.6 ＋ レポートの平均点（40点満点）
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（理解度に合わせ内容を調節する）
1 古典力学ではダメな理由
2 光の波動性と粒子性
3 光電効果とコンプトン効果
4 ボーアの原子模型
5 ド・ブロイの考え
6 古典力学と量子力学の関係
7 フェルマーの原理と最小作用の原理
8 不確定性関係
9 波束の進行と群速度
10 シュレーディンガー方程式
11 波動関数の意味
12 波動関数の収縮
13 座標の期待値
14 運動量の期待値
15 ここまでのまとめ
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
よくわかる量子力学
ISBN
4489020961
備考
著者名
前野昌弘著
出版社
東京図書
出版年
2011
NCID
BA56422087
教科書全体備考
特になし
参考書にかかわる情報
参考書全体備考
特になし
使用言語
日本語
メッセージ
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。
メールアドレス
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