2024
年度
前期
理工学部
理工学科
日英区分:
日本語
量子力学１
Quantum Mechanics 1
３年・前期
時間割コード
科目分野
昼夜
616209D
物理学
昼間
ナンバリング
選必区分
PHYS3150JSMN
選択
シラバス用カリキュラム関連
実務経験のある教員による授業
授業形態
メディア授業
単位数
曜日・講時
講義
－
2
水3～4
担当教員（ローマ字表記）
対象学生
井澤 健一 [Kenichi Izawa]
自然科学コース
ヘッダ固定
授業のタイプ（英語科目）
授業の目的
量子力学において，物体の運動の情報は，古典力学における位置や速度のような理解しやすい量ではなく，初学者にとっては何とも掴み所のない波動関数という量にすべて含まれている．この波動関数の振る舞いを規定するのは，これまたニュートンの運動方程式ではなく，シュレディンガー方程式という名の波動方程式である．その結果，一旦学習を始めても多くの学生は，その入り口で頭を混乱させ立ち往生することになってしまう．この授業では，そのような理解困難を伴いがちな量子力学に対する，軟着陸的な入門を目指す．
授業の概要
量子力学は、現代物理学の中核であるばかりでなく、最先端科学技術の重要な基礎ともなっている。 従って、物理分野を専門とする学生だけでなく、自然科学・工学一般を専攻する学生も、その基本的な考え方を理解することが望まれる。本授業は、量子力学の入門的解説であり、シュレディンガー方程式の導入や波動関数の意味など、量子力学の中でも特に基本的と考えられる話題に焦点を絞り、必要に応じて演習も取り入れながら学ぶ。
キーワード
波動関数, シュレディンガー方程式, ハミルトニアン, 不確定性原理
先行／科目
科目1
時間割コード
616201D
必要度
1.0
科目名
力学[Mechanics]
科目2
時間割コード
616202D
必要度
1.0
科目名
電磁気学１[Electromagnetism 1]
科目3
時間割コード
616203D
必要度
1.0
科目名
電磁気学２[Electromagnetism 2]
関連／科目
到達目標
量子力学の基本方程式はシュレディンガー方程式であることを理解する。簡単な系にそれを適用して、実際に解の波動関数を求めることが出来るようになる。同種粒子の記述とその物理的な帰結を理解する。
授業の計画
古典力学から量子力学へ(1)自然法則とその適用限界
量子力学のための数学(1)複素数
量子力学のための数学(2)波動の数学的表現
量子力学のための数学(3)微積分と微分方程式
古典力学から量子力学へ(2)極微世界の新法則への手掛かり
シュレディンガー方程式(1)波動関数と確率
シュレディンガー方程式(2)時間に依存するシュレディンガー方程式
シュレディンガー方程式(3)時間を含まないシュレディンガー方程式
1次元での束縛状態(1)井戸型ポテンシャル
1次元での束縛状態(2)無限に深い井戸の場合
1次元での束縛状態(3)波動関数の規格化
1次元での束縛状態(4)固有関数の規格直交性
1次元での束縛状態(5)ブラ・ケット記法
粒子の同等性と多粒子系
定期試験
総括授業
教科書
教科書1
ISBN
9784842703633
書名
量子力学 : その基本的な構成（改訂版）
著者名
日置善郎
出版社
9784842703633
出版年
2014
備考
2500円
参考書
教科書・参考書に関する補足情報
成績評価方法・基準
平常点、定期試験の結果で評価する。
再試験の有無
有
受講者へのメッセージ
先行科目の力学や電磁気学に関しては、そこで用いられるような数式を活用して量子力学の説明が展開されるので、数式の表す表現内容の把握に努めておくようにして下さい。
WEBページ
学生用連絡先
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学生開示用メールアドレス
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オフィスアワー
授業当日の昼12時から12時半，及びメール等で事前に都合の確認をして可能であれば随時.
オンラインオフィスアワー
実務経験
備考
ＪＡＢＥＥ合格
学習教育目標との関連
教免科目
本授業科目は高等学校教諭一種免許状（理科）・中学校教諭一種免許状（理科）の算定科目に該当する．
授業の使用言語
準備学修に必要な時間の目安等
授業を受ける際には，2 時間の授業時間毎に2 時間の予習と2 時間の復習をしたうえで授業を受けることが，授業の理解と単位修得のために必要である．
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