講義内容詳細:量子力学Ⅰ

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年度/Academic Year 2024
授業科目名/Course Title (Japanese) 量子力学Ⅰ
英文科目名/Course Title (English) Quantum Mechanics Ⅰ
学期/Semester 後期 単位/Credits 4
教員名/Instructor (Japanese) 古川 信夫
英文氏名/Instructor (English) FURUKAWA Nobuo

講義概要/Course description
量子力学は現代物理学の基幹をなすばかりでなく、最先端の自然科学を理解する上で必須な概念であり計算手段でもある。ここでは量子力学の基本的な事項について講義を行う。特に、(i) 量子力学の概念と必要性、(ii) 波動による状態の表し方と「波動性・粒子性」について、(iii) 量子的の計算手法、を理解することを通じて、量子力学の基礎を築くことを目的とする。
達成目標/Course objectives
量子力学の基礎を理解する。
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)に基づき、当該科目を履修することで身につく能力 / Abilities to be acquired by completing the course in accordance with the faculty and graduate school diploma policy (graduation certification and degree conferral)
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)/ Undergraduate and Graduate Diploma Policy (Graduation Certification and Degree Conferral)
履修条件(事前に履修しておくことが望ましい科目など)/Prerequisite
力学、電磁気、波動を履修済みであることが望ましい。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class 量子力学の始まり
光電効果など、古典力学では説明できない現象について

初回授業はオンライン(オンデマンド)で行う。
2
授業計画/Class 数式を用いた波の取り扱い
この講義であつかう数学的基礎について
3
授業計画/Class 波動関数と統計的解釈
波動関数を用いた状態の記述と確率分布について
4
授業計画/Class シュレディンガーの猫
波動関数の重ね合わせについて
5
授業計画/Class 平面波と運動量
平面波状態および一般の状態における運動量について
6
授業計画/Class 物理量と演算子
演算子を用いた物理量の取り扱いについて
7
授業計画/Class 小まとめ
ここまでの復習と総括
8
授業計画/Class シュレディンガー方程式
自由粒子のシュレディンガー方程式について
9
授業計画/Class 対応原理
一般の場合についてのシュレディンガー方程式、および対応原理について
10
授業計画/Class 井戸型ポテンシャル
井戸型ポテンシャル中の粒子の波動関数について
11
授業計画/Class トンネル効果
散乱問題とトンネル効果について
12
授業計画/Class 不確定性原理
位置と運動量の不確定性原理について
13
授業計画/Class 原子・分子の回転運動
原子・分子の回転運動と角運動量について
14
授業計画/Class 調和振動子
分子の振動と調和振動子について
15
授業計画/Class 期末テスト
 
事前学習/Preparation 力学・電磁気・波動の分野の内容を復習しておくこと
事後学習/Reviewing 量子力学II、および宇宙論・固体物理学・量子光学の各分野における基礎学問として復習しておくこと
授業方法/Method of instruction
区分/Type of Class 対面授業 / Classes in-person
実施形態/Class Method ハイブリッド型ハイフレックス形式 / hybrid high flex
補足事項/Supplementary notes対面授業を行う。
可能ならば、授業の同時配信やアーカイブ配信も行う。
詳細は初回授業で説明する。


活用される授業方法/Teaching methods used
成績評価方法/Evaluation
1 100% 小レポート、中間テストおよび期末テストで評価を行う。
教科書/Textbooks
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1 CoursePowerで配布(授業中に指示する)
参考書/Reference books
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Comments
 
1 W. グライナー著 グライナー物理テキストシリーズ「量子力学 概論」(シュプリンガーフェアラーク東京)
その他/Others
出欠はとらない。