授業科目詳細

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科目名 Course title サブテーマ Subtitle

量子力学１

授業形態/単位 Term/Credits クラス Class

春/2

授業概要 Course Description 到達目標 Course Objectives

授業種別 / Teaching Types: 講義（対面型）
言語 / Language: 日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description: 量子力学は、古典力学では理解できないミクロな世界を支配する物理法則である。
本講義では、まず、量子力学の基本的な枠組みを復習した後、量子力学がミクロな世界の性質を理解する上で、いかに重要で強力なものであるかを学ぶ。
具体的には、まず、一次元の井戸型・デルタ型ポテンシャルの解法と解の性質について学び、次に一次元調和振動子を例にとり演算子法について学ぶ。中心力による３次元シュレディンガー方程式からの動径座標の分離を行い、量子力学における角運動量の扱いを学ぶ。これを、水素原子に適用して、エネルギー準位を実際に導き出し、実験値といかによく一致するかを学ぶ。
到達目標 / Course Objectives: ①知識・技能の観点
量子力学の数学的バックグラウンドについての知識を習得し、その意味が理解できる。量子力学が描く物理像を理解できる。
授業手法 / Teaching Methods: ・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
・学生による学習のふりかえり
・学生同士の意見交換（グループ・ペアワーク、ディスカッション、ディベート等含む）

授業計画 Course Content

授業計画 / Course Content: 第１週　一次元シュレディンガー方程式の復習
第２週　無限に深い井戸型ポテンシャル
第３週　有限の深さの井戸型ポテンシャル
第４週　デルタ型ポテンシャル
第５週　周期ポテンシャル
第６週　一次元調和振動子
第７週　前半のまとめ
第８週　演算子法による一次元調和振動子の固有値
第９週　ハイゼンベルグの運動方程式
第１０週　３次元シュレディンガー方程式とフェルミガス
第１１週　中心力による３次元シュレディンガー方程式
第１２週　角運動量演算子と動径シュレディンガー方程式
第１３週　三次元井戸型ポテンシャル
第１４週　水素原子の動径波動関数
第１５週　到達度の確認
授業時間外学習 / Expected work outside of class: 授業を受ける前に、必ず教科書を読み、予習しておくこと。
授業資料、教科書、ノートを読み返し、理解が不十分な箇所に関しては各自参考書を調べるなどして復習をすること。
また、「量子力学・統計力学演習1」も同時に履修して演習にも取り組むことを勧める。

成績評価の方法・基準・評価 Grading Policies / Evaluation Criteria

方法 / Grading Policies: 定期試験を行わず、到達度の確認(筆記による学力確認)と平常成績で総合評価する。
筆記による学力確認(６0%)と平常成績(４0%、課題レポート、授業中の発表など）
履修者数が多数になった場合には、成績評価方法を「定期試験（16週目）」に変更することがあります。
成績評価方法が変更になった場合は、インフォメーションシステム等で連絡します。
基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy: ①知識・技能の観点
小テスト、課題レポート、筆記テスト
総合評価で100点満点の60点以上を取ることが合格の条件である

参考書 References: 原康夫　　量子力学　　岩波書店（岩波基礎物理シリーズ）　　978-4000079259
沼居貴陽　　大学生のためのエッセンス　量子力学　　共立出版　　978-4320085664
原田勲・杉山忠男　　量子力学Ⅰ　　講談社　　
猪木慶治・川合　光　　量子力学Ⅰ　　講談社　　978-4061532090
谷村省吾　　量子力学１０講　　名古屋大学出版会

担任者への問合せ方法 Instructor Contact: オフィスアワー
授業終了時に随時受付を行う。
また、関大LMS のメッセージ機能を活用してください。

備考 Other Comments: 量子力学は、ミクロな世界を理解する基本であり、物理学の最大の成果の一つである。近代物理の成果の一端を実感できるよう、予習・復習を含めて積極的に取り組んで欲しい。