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授業科目名 数理情報セミナリーII
時間割番号 162614 J
担当教員名 山下 和之
開講学期・曜日・時限 後期・火・V 単位数 2
<対象学生>
3年生
<授業の目的および概要>
基礎物理学と物理数学についてのセミナーである。
<到達目標>
力学、電磁気学、量子力学、統計熱力学、物理数学について理解し、<BR>自分で説明できること。
<授業の方法>
セミナー
<成績評価の方法>
No評価項目割合評価の観点
1受講態度 50  %積極的にセミナーに参加すること。 
2発表/表現等 50  %わかりやすく説明すること。 
<受講に際して・学生へのメッセージ>
(未登録)
<テキスト>
(未登録)
<参考書>
(未登録)
<授業計画の概要>
C. 電磁気学<BR> a. 静電場<BR> 1. 電荷、クーロン力、電界、電位<BR> 2. ガウスの定理、電界に関するガウスの法則<BR> 3. 電気双極子<BR> 4. 点、線、平面に電荷があるときの電界 <BR><BR> b. 導体と誘電体<BR> 1. コンデンサ、抵抗<BR> 2. 誘電分極、電束密度<BR> 3. 電束密度に関するガウスの法則 <BR><BR> c. 電流と磁場<BR> 1. ストークスの定理<BR> 2. アンペールの法則<BR> 3. ビオ・サバールの法則<BR> 4. 直線電流の作る磁場<BR> 5. 磁荷、磁気双極子 <BR><BR> d. 電磁誘導、回路<BR> 1. ファラデーの法則<BR> 2. コイル<BR> 3. コイル、コンデンサ、抵抗等のある回路の電流の時間変化 <BR><BR> e. ローレンツ力、電磁波<BR> 1. 電磁場中の荷電粒子の運動<BR> 2. 電磁波の伝播速度 <BR><BR> f. 特殊相対性理論<BR> 1. ローレンツ変換<BR> 2. 光速<BR> 3. 静止エネルギー <BR><BR>D. 量子力学(「基礎物理学選書17:量子力学演習」小出昭一郎、水野幸夫著(裳華房)準拠)<BR> a. 前期量子論<BR> 1. 光子、波(振動数と波長)と粒子(エネルギーと運動量)の関係、光電効果、プランク定数<BR> 2. Bohr の理論、量子条件、エネルギー準位、ボーア半径、リュードベリ定数<BR> 3. 物質波<BR> 4. エネルギーの換算(eV(エレクトロンボルト), J, erg, m, cm, A(オングストローム), Hz, K(ケルビン)) <BR><BR> b. 単純波の波動関数<BR> 1. 波長 λ、振動数 νの波を表す関数:単純波<BR> 2. 単純波の物質波としての意味:エネルギー、運動量、状態<BR> 3. 単純波の位置固有値と運動量固有値、位置演算子と運動量演算子<BR> 4. 単純波における不確定性関係(xp-px=?) <BR><BR> c. シュレーディンガー方程式<BR> 1. ハミルトニアン演算子<BR> 2. 定常状態 <BR><BR> d. 一般の波動関数と物理量<BR> 1. 固有値、固有関数<BR> 2. 確率振幅、期待値<BR> 3. フーリエ変換、デルタ関数<BR> 4. エーレンフェストの定理 <BR><BR> e. ポテンシャル問題<BR> 1. 井戸型ポテンシャル(1) : 束縛状態、離散エネルギー固有値<BR> 2. 井戸型ポテンシャル(2) : 非束縛状態、連続エネルギー固有値<BR> 3. 矩形ポテンシャル : 反射率、透過率、トンネル効果<BR> 4. 調和振動子 : エルミート多項式、エネルギー固有値<BR> 5. 中心力場の粒子 : ルジャンドル多項式、方位量子数、磁気量子数<BR> 6. 水素原子 : ラゲールの陪多項式、縮退 <BR><BR>E. 統計力学<BR> a. ミクロカノニカル分布、微視状態<BR> b. カノニカル分布、分配関数<BR> c. ボーズ統計、フェルミ統計<BR> d. フリーエネルギーと熱力学的諸量