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量子力学２演習

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令和２年度以降入学者 量子力学２演習
教員名 石井貴昭
単位数    1 学年 3･4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 必修
授業形態 対面授業
Canvas LMSコースID・コース名称 R040252C8　2024量子力学２演習（石井貴昭・後・木5）
授業概要 ミクロな世界の物理法則の学習、理解を行う
授業のねらい・到達目標 量子力学は0.1～1nｍ程度以下のスケールのミクロな世界に適用される物理法則であり、我々のマクロな日常世界に適用されるニュートン力学に比べて種々の点で異なる。量子力学特有の考え方と原理、基本法則を理解することを目的とする。
マクロな世界のニュートン力学の法則の適用限界を批判的に論ずることができ、ミクロな世界の量子力学の固有の法則とそれに基づく特徴的な現象を論理的に説明することができる。（A-4-3)

この科目は文理学部（学士(理学)）のDP3及びCP3に対応しています。
授業の形式 演習
授業の方法 演習問題を解くことで量子力学の理解を深める。課題や試験のフィードバックは授業中に適宜行う。
「量子力学２」と連動した問題演習を行うため、原則的には両方履修すること。再履修等で止むを得ず片方だけの履修となる学生は個別対応を行う。
本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とする。
やむを得ない事情で参加できない学生は事前に相談し許可を得ること。
授業計画
1 線形代数の復習と解説（A-4-3)
【事前学習】量子力学1の復習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
2 ディラックのブラ・ケット表示による量子力学の定式化（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
3 物理的状態、観測可能量（A-4-3)
【事前学習】 授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
4 完全直交系、固有値と期待値（A-4-3)
【事前学習】 授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
5 量子力学における観測（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】 並進の演算子の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
6 確率解釈（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
7 位置演算子（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
8 運動量演算子（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
9 ブラ・ケット形式の量子力学における時間発展（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
10 シュレーディンガー方程式（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
11 調和振動子 生成消滅演算子（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
12 調和振動子 エネルギー固有値（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
13 シュレーディンガー表示とハイゼンベルグ表示（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
14 調和振動子系の演算子の時間発展（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
15 授業のまとめと解説（A-4-3)
【事前学習】授業内容の予習 （2時間）
【事後学習】授業内容の復習 （2時間）
【授業形態】対面授業
その他
教科書 J.J. サクライ、ナポリターノ 『現代の量子力学(上) 』 吉岡書店 2022年 第3版
参考書 猪木慶治、川合光 『量子力学１』 講談社 1994年
成績評価の方法及び基準 レポート:授業中に指示したレポートの内容で評価する。(90%)、授業参画度:課題への取り組み状況で評価する。やむを得ない事情で参加できない学生は事前に相談し許可を得ること(10%)
オフィスアワー 授業終了時。Ｅメールでも受け付ける。

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