量子力学２

平成28年度以降入学者	量子力学２
平成27年度以前入学者	量子物理学２
教員名	鈴木俊夫
単位数	2	学年	3	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

授業概要	ミクロな世界の物理法則
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。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に対応している。
授業の方法	講義により基本的な原理と法則を理解し、演習によって理解を深め新しい知識を身につける。本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とします。
履修条件	なし

授業計画
1	ディラックのブラ・ケット表示による量子力学の定式化 [事前学習] 線形代数の復習 [事後学習] 波動関数による定式化との関係を理解
2	物理的状態、オブザーバブル、完全直交系、固有値と期待値 [事前学習] 線形代数、基底、固有値の学習 [事後学習] ブラ・ケットの使用法の復習
3	量子力学における観測と確率解釈 [事前学習] 不確定性原理の復習 [事後学習] 固有状態と重ね合わせの混合状態の違いを理解、復習する
4	シュレーディンガー表示とハイゼンベルグ表示 [事前学習] 行列の復習 [事後学習] ハイゼンベルグ方程式の復習
5	対称性と保存則 [事前学習] 古典力学における対称性と保存則の復習 [事後学習] 並進の演算子の復習
6	回転と角運動量 [事前学習] 古典力学における角運動量の復習 [事後学習] 回転の演算子の復習
7	中間のまとめ第１回から第６回までの内容の復習と解説を行い授業の理解を深める [事前学習] ブラ・ケットによる量子力学の復習 [事後学習] 観測量は表示によらないことを理解する
8	角運動量の代数とスピン [事前学習] 座標表示による角運動量の復習 [事後学習] 角運動量の交換関係と回転の非可換性の関係を理解する
9	磁場中のスピン [事前学習] パウリスピンの復習 [事後学習] ゼーマン効果とスピンの才差運動の復習
10	2体系、多体系 [事前学習] 重心と相対運動の分離の学習 [事後学習] 波動関数の反対称化の復習
11	独立粒子近似、原子と元素の周期律 [事前学習] 水素原子の復習 [事後学習] 原子の配位構造を理解する
12	摂動論（１）：時間に依存しない場合 [事前学習] 2次元系の対角化と固有値の学習 [事後学習] 摂動論の公式の復習
13	摂動論（２）：時間に依存する場合 [事前学習] 時間に依存するシュレーディンガー方程式の復習 [事後学習] フェルミの黄金律の復習
14	連続状態と状態密度、フェルミガス模型 [事前学習] 平面波、周期的境界条件の復習 [事後学習] フェルミガス模型の復習、二種類のフェルミガス模型系への応用
15	散乱問題 [事前学習] 平面波、球面波の復習 [事後学習] ボルン近似の復習

その他
教科書	原　康夫『量子力学（基礎物理シリーズ）』岩波書店 1994年
参考書	使用しない
成績評価の方法及び基準	授業内テスト(100%)
オフィスアワー	授業終了時