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基礎物理学３

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令和元年度以前入学者 基礎物理学３
教員名 浅地哲夫
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
科目群 化学科
学期 前期 履修区分 選択必修
授業の形態 オンデマンド型の遠隔授業（12回）と課題研究（3回）の組み合わせ

初回講義開始までにBlackBoardのコース登録をすること。受講者への連絡はBlackBoardの“連絡事項”欄に掲示するので随時確認すること。
授業概要 分子の力学、および分子と外場の相互作用
授業のねらい・到達目標 古典力学を復習する。
調和振動子のシュレディンガー方程式と、その固有関数および固有値を理解する。
分子の振動と回転のエネルギー準位を理解する。
電磁波と物質の相互作用について理解する。

この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。
授業の方法 5月11日から8月1日までの授業実施日（12回）にBlackboardを通してオンデマンド教材を配信する。受講者はその教材を視聴し学習すること。
8月1日以降は課題研究とする。課題研究はBlackboardを通して提出させる予定である。
授業計画
1 古典力学の復習：Newtonの運動の法則　（オンデマンド授業）
【事前学習】位置座標と速度について調べておく。 （2時間）
【事後学習】Newtonnの運動方程式を円運動に適用する。 （2時間）
2 運動量と角運動　（オンデマンド授業）
【事前学習】ベクトルの内積と外積につて復習しておく。 （2時間）
【事後学習】力のモーメントは角運動量の時間変化をもたらすことを理解する。 （2時間）
3 古典力学から量子力学への移行　（オンデマンド授業）
【事前学習】対応原理を復習しておく。 （2時間）
【事後学習】定常状態でのSchrödinger の波動方程式を導く。 （2時間）
4 波動関数の物理的意味　（オンデマンド授業）
【事前学習】一次元箱の中の粒子モデルを復習しておく。 （2時間）
【事後学習】波動関数の満たすべき性質について理解する。 （2時間）
5 二原子分子の断熱ポテンシャル
【事前学習】いくつかの二原子分子の結合距離を調べておく。 （2時間）
【事後学習】断熱ポテンシャルの意味を理解する。 （2時間）
6 二原子分子の振動のエネルギー　（オンデマンド授業）
【事前学習】調和ポテンシャルについて調べておく。 （2時間）
【事後学習】調和振動子のSchrödinger 方程式の解法の概要を理解する。 （2時間）
7 二原子分子の回転エネルギー　（オンデマンド授業）
【事前学習】二原子分子の重心のもとめかたを調べておく。 （2時間）
【事後学習】角運動量と慣性モーメントとの関係を理解する。 （2時間）
8 回転のエネルギーを角運動量と慣性モーメントで表す　（オンデマンド授業）
【事前学習】角運動量と慣性モーメントを復習しておく。 （2時間）
【事後学習】回転エネルギー演算子をもとめる。 （2時間）
9 回転エネルギー演算子の球面極座標表示　（オンデマンド授業）
【事前学習】球面座標（三次元の極座標）について復習しておく。 （2時間）
【事後学習】回転スペクトルから分子の大きさが推定できることを理解する。 （2時間）
10 電磁波の波動方程式と電磁波の分類　（オンデマンド授業）
【事前学習】波の方程式を調べておく。 （2時間）
【事後学習】平面波とは何か、偏光とは何かを説明できるようになる。 （2時間）
11 光の干渉と回折　（オンデマンド授業）
【事前学習】三角関数の和を積に変換する公式を復習しておく。 （2時間）
【事後学習】回折実験から回折格子の格子定数がもとめられることを理解する。 （2時間）
12 エネルギー準位の存在と光の吸収・放出　（オンデマンド授業）
【事前学習】Planck-Einsteinの関係を復習しておく。 （2時間）
【事後学習】Lambert-Beerの法則を理解する。 （2時間）
13 重力場での物体の運動（課題研究）
【事前学習】重力の加速度について調べておく。 （2時間）
【事後学習】放物体の運動の軌跡を求めることができるようになる。 （2時間）
14 1次元箱の中の粒子のエネルギー準位（課題研究）
【事前学習】対応原理と波動関数の物理的意味を復習しておく。 （2時間）
【事後学習】各準位の波動関数と粒子の存在確率密度関数を表示する。 （2時間）
15 光散乱の簡単な理論（課題研究）
【事前学習】Rayleigh散乱とRaman散乱について調べておく。 （2時間）
【事後学習】簡単な散乱理論に基づいてRayleigh散乱とRaman散乱の違いを説明する。 （2時間）
その他
教科書 寺嶋 正秀・馬場 正昭・松本 吉泰 『現代物理化学』 化学同人 2015年 第1版
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 レポート:課題研究(50%)、授業参画度:Blackboard利用状況(50%)
オフィスアワー Blackboard上の掲示機能を通して質問に答える。
備考 教科書中の関連事項を各自予習復習のこと。また、わからないことは質問すること。

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