山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

初等量子論

東海林　篤

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

TAM204

(未登録)

前期

木

［概要］

初等力学で学んだ古典力学は我々が日常的に体感しているスケールにおける物理現象を取り扱う上で有効であるが、原子スケールの現象を説明できない。量子力学は、従来の古典力学では説明できない素粒子・原子・分子などの微視的な系に適用される力学である。
　本授業では、原子・分子・結晶の構造、性質、生成の仕組みを理解するのに必要な最低限の知識を獲得すること、また、個々の物質などにこだわらず普遍的知識を得ることを目標とする。

［具体的な達成目標］

・量子力学の基本原理を理解し、考えている系における波動関数の解き方を説明できる。
・自由電子や原子核に束縛された電子の状態について説明できる。
・古典論には説明できないスピンを説明できる。
・量子力学でより重要となる対称性と保存則について説明できる。

［必要知識・準備］

線形代数学I、初等力学、微分積分学I、微分積分学II

［評価方法・評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	試験：期末期	50 %	波動関数の境界条件と量子の確率についての理解度を評価します。
2	試験：中間期	50 %	束縛された電子状態とスピンおよび対称性について理解度を評価します。

［教科書］

小形正男, 裳華房テキストシリーズ「量子力学」, 裳華房, ISBN:978-4-7853-2229-8

［参考書］

(未登録)

［講義項目］

1.量子力学的世界観　（微視的世界の基本法則について説明できる）
2.平面波　（基本的な波である平面波について説明できる）
3.調和振動子　（ポテンシャルに束縛された量子状態について説明できる）
4.波束　（平面波の重ね合わせ状態である波束について説明できる）
5.量子力学の基礎づけ　（古典力学との対比について説明できる）
6.三次元のシュレーディンガー方程式　（極座標ラプラシアンついて説明できる）
7.球面調和関数　（磁気量子数について説明できる）
8.ルジャンドル多項式　（方位量子数について説明できる）
9.水素原子の波動関数　（水素原子のエネルギー準位について説明できる）
10.角運動量の代数　（角運動量の代数ついて説明できる）
11.スピン　（電子の持つスピンついて説明できる）
12.ラーモアの歳差運動　（スピンに磁場を加えた場合の運動ついて説明できる）
13.摂動論　（外場との相互作用ついて説明できる）
14.対称性と保存則　（対称性と保存則の関係ついて説明できる）
15.総括・評価　（これまでの授業のまとめ）

［教育方法］

大筋教科書に沿って進める。
授業内で演習を行う時間はないため各自事前に学習しておくこと。
特に方程式の解き方、境界条件の決め方などわかりにくいところを重点に解説を行っていく。

［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］

(未登録)

［その他］

(未登録)