科目名[英文名]
量子力学概論   [Quantum Mechanics]
区分	工学部専門科目等	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	3～4	開講時期	前学期
授業形態	前学期	時間割番号	023502
責任教員 [ローマ字表記]
岩見 健太郎   [IWAMI Kentaro]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

原子スケールの極微の世界の諸現象を理解するための基礎法則は、量子力学によって与えられる。近年、ナノテクノロジーなどの発展によって、機械系を含む工学系の広い分野においても量子力学の基本を理解する必要性が高まってきた。本講義では、波動性と粒子性の導入的な学習からスタートして、前期量子論の歴史的な流れを追いながら量子力学の諸概念を理解する。シュレディンガー方程式を導入し、１次元の問題を中心に量子力学の基本的な内容を一通り学習する。

到達基準

1.光子および電子についての粒子性と波動性について理解できる．　 2.波動関数の概念とシュレディンガー方程式について理解し，簡単な具体例について解を求めることができる． 3.古典力学と量子力学との世界描像の違いを理解し，量子力学における物理量と演算子の関係を理解できる．

授業内容

第１回：概要説明と粒子・波動、波動方程式の復習　(教科書p1-13) 第２回：プランクの輻射の法則　　　　　　　　　　(教科書p13-18) (祝日:授業実施)第３回：光の波動性と粒子性、原子核と電子(教科書p18-38) 第４回：水素原子のボーアモデルと電子の波動性 (教科書p39-55) 海外出張のため休講 第５回：ド・ブロイの物質波とシュレディンガー方程式 (教科書p56-64) 第６回：シュレディンガー方程式の解釈 (教科書p64-77) 第７回：中間試験 第８回：中間試験の復習、自由粒子のシュレーディンガー方程式と不確定性原理 (教科書p78-88,123-125) 第９回：エーレンフェストの定理 (教科書p88-98) 第10回：物理量と演算子、演算子の交換関係 (教科書p99-126) 第11回：ポテンシャルの中の電子 (教科書p127-147) 第12回：ポテンシャル障壁と電子のトンネル効果 (教科書p147-165) 第13回：１次元調和振動子　　　　　　　　　　　　　　　 (教科書p166-183) 第14回：量子力学の展開，総合復習 第15回：期末試験

履修条件・関連項目

物理数学IIを履修していることが望ましい。

テキスト・教科書

江沢洋著、量子力学(I)、裳華房 http://www.amazon.co.jp/dp/4785322063

参考書

江沢洋著、量子力学(II)、裳華房 http://www.amazon.co.jp/dp/4785322071 吉田伸夫著、光の場、電子の海―量子場理論への道 (新潮選書) 、新潮社 http://www.amazon.co.jp/dp/4106036223

成績評価の方法

宿題(30%）、中間試験(30%)および期末試験(40%)の得点の総計により評価する。

教員から一言

古典力学に慣れた人にとっては、量子力学の諸概念を理解し、ある程度の計算を行えるようになるにはかなりの苦労を伴う。しかし、それを達成したときには、偉大な知的体系を理解できたという大きな喜びを味わえるであろう。それを目指してがんばってほしい。

キーワード

粒子性と波動性、シュレディンガー方程式、物理量と演算子

オフィスアワー

岩見のオフィスアワー：月曜日１６時－１８時

備考１

備考２

参照ホームページ

http://nmems.lab.tuat.ac.jp/TuatInfo.html

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2018/04/04 19:12:07