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学部・研究科
Faculty/Graduate School
時間割コード
Course Code
62140
科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle
量子力学・統計力学演習2
授業形態/単位
Term/Credits
クラス
Class
/2
担任者名
Instructor
伊藤 博介/本多 周太
曜限
Day/Period
月1
授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives

授業種別 / Teaching Types

演習(対面型)

言語 / Language

日本語(Japanese)

授業概要 / Course Description

 この科目は「量子力学2」及び「統計力学2」に対する演習科目である。両科目の理解を深め,自らの応用力を深めるための手助けをする科目である。
 量子力学と統計力学は,20世紀に後半に発展してきた技術の基礎となっており,21世紀の技術革新には不可欠の分野である。両者はともに,原子や分子といったミクロの世界を本来の対象としており,両者を互いに連携させていくことは不可欠になってきている。
 本授業において,量子力学の分野では個々の量子状態の特徴を明らかにし,また統計力学の分野では個々の特徴が如何に巨視的な特徴に変わっていくかを明らかにする。本授業は,このような2分野の連携を図るように設定されている。演習というのは,受験勉強のように問題の解き方を覚えるのではなく,解法そのものを自ら見つけ出すような力をつけることである。

到達目標 / Course Objectives

(1)量子力学と統計力学を個別な分野としてではなく,これらが如何に連携しているのかについて理解を深める。
(2)この連携の理解を通し,逆にそれぞれの分野への理解や興味を深める。
(3)物理現象のイメージを掴み,それを数学的に正しく記述する。
(4)基本となる法則や考え方を具体的な問題にあてはめ,問題を解くことができる。

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回  必要となる数学(準備)
第2回  量子力学:一次元運動(復習)
第3回  統計力学:ミクロカノニカル分布(復習)
第4回  量子力学:調和振動子・角運動量(復習)
第5回  統計力学:カノニカル分布(復習)
第6回  量子力学:摂動論(縮退がない場合)
第7回  統計力学:低温と量子効果
第8回  量子力学:摂動論(縮退がある場合)
第9回  統計力学:2次の相転移
第10回  量子力学:変分法とWKB近似 
第11回  統計力学:開いた系と化学ポテンシャル
第12回  量子力学:角運動量とスピン 
第13回  統計力学:フェルミ統計とボーズ統計
第14回  量子力学:角運動量の合成
第15回  統計力学:量子統計力学への導入(発展)

授業時間外学習 / Expected work outside of class

(1)参考書・ノートを何度も読み,授業内容の理解に努めること。
(2)演習問題を必ず解いてみること。
(3)分からない所は積極的に質問すること。

 講義科目「量子力学2」と「統計力学2」の理解を深めるための演習ではあるが,理解はあくまで本人自身の努力によってのみ可能となる。また,問題の解法を覚えるのではなく,考え方を理解し解法を見つけることが重要である。したがって,自ら進んで参考書等を調べ,自ら手を動かして計算することが必要不可欠となる。

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、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。
演習課題(15%),平常点(授業への取り組み)(5%),小テスト(80%)。

基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy

 演習科目であるので,毎回出席し,全ての演習問題に解答することが必須条件である。5回以上欠席した場合は不合格とする。

教科書
Textbooks


教科書は指定せず,毎回の授業時に演習問題のプリントを配布する。

参考書
References

戸嶋信幸  「物理学基礎シリーズ  量子力学」  (理工図書)  978-4844607663
小出昭一郎,水野幸夫  「基礎物理学選書17  量子力学演習(新装版)」  (裳華房)  978-4785321406
長岡洋介  「統計力学(岩波基礎物理シリーズ  新装版  7)  」    (岩波書店)  978-4000299091
久保亮五  「大学演習  熱学・統計力学(修訂版)」  (裳華房)  978-4785380328

フィードバックの方法
Feedback Method

テストの採点後に,結果(略解,講評など)を関大LMSに掲載します。

担任者への問合せ方法
Instructor Contact

オフィスアワー
 授業終了時あるいはメールにて随時受付を行う。
メールアドレス
 hitoh★kansai-u.ac.jp(伊藤),shonda★kansai-u.ac.jp(本多) ※記号「★」を「@」に置き換えてください。
その他
 関大LMSの「メッセージ」機能で連絡してください。

備考
Other Comments

(1)量子力学1および統計力学1の修得を前提とする。
(2)量子力学2および統計力学2の履修を前提とする。
(3)微分・積分,線形代数等の数学の基礎知識を前提とする。