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量子力学1

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平成28年度以降入学者 量子力学1
平成27年度以前入学者 量子物理学1
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 前期 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波動と粒子の二重性:光電効果
[事前学習] 振動と波動の学習
[事後学習] 光電効果の波長の変化を与える式の導出
2ド・ブロイ波、不確定性原理
[事前学習] ニュートン力学の学習
[事後学習] 二重スリットの試行実験における量子論と古典論の違いの復習
3前期量子論:ボーアの水素原子模型
[事前学習] これまで提案された原子模型の学習
[事後学習] ボーア模型の基になっている仮説を確認
4シュレーディンガー方程式、固有値と固有関数、波動関数と確率解釈
[事前学習] 波動方程式の学習
[事後学習] 固有値問題の意味を復習
5物理量とエルミート演算子
[事前学習] 部分積分の学習
[事後学習] 運動量演算子がエルミートであることを確認
6物理量の期待値、演算子の交換関係
[事前学習] 確率解釈の復習
[事後学習] 交換しない物理量の不確定性関係について復習を行う
7一次元問題:束縛状態
[事前学習] 三角関数の学習
[事後学習] 2階の微分方程式の解法の復習
8井戸型ポテンシャル
[事前学習] 境界条件の意味を復習する
[事後学習] 解の一般的特徴について復習する
9調和振動子
[事前学習] 古典力学のばねの問題の学習
[事後学習] エネルギー準位の特徴を復習する
10一次元問題:散乱状態
[事前学習] オイラーの公式の学習
[事後学習] 進行波と後退波について復習
11反射と透過、トンネル効果
[事前学習] 境界条件の設定方法の復習
[事後学習] トンネル効果の実例の学習
12二次元系の束縛状態
[事前学習] 変数分離法の学習
[事後学習] 縮退の概念と縮退度の復習
13三次元中心力ポテンシャル中の束縛状態
[事前学習] 変数分離法の復習
[事後学習] 三次元極座標の復習
14球面調和関数と角運動量
[事前学習] 境界条件の復習
[事後学習] 角運動量の固有値の復習
15水素原子のスペクトル
[事前学習] ボーア模型による水素原子の扱いの復習
[事後学習] エネルギー準位の特徴を復習する
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
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

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