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年度 2020年度 開講部局 理学部
講義コード HC085000 科目区分 専門教育科目
授業科目名 量子力学I
授業科目名
(フリガナ)
リョウシリキガク1
英文授業科目名 Quantum Mechanics I
担当教員名 石川 健一
担当教員名
(フリガナ)
イシカワ ケンイチ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   後期   セメスター(後期)
曜日・時限・講義室 (後) 木7-10
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義中心、板書多用、演習中心、2コマのうち1コマと半分を講義する。残りの半コマを演習に当てる。演習結果を提出してもらう。 
単位 3.0 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 2 : 初級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 06 : 物理学
対象学生 物理学科2年次、(微分、積分、複素関数論を習得していること)
授業のキーワード 量子力学 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
量子力学IIへの導入となる量子力学の初歩を学ぶ。 
到達度評価
の評価項目
物理学プログラム
(知識・理解)
・物理数学,力学,電磁気学,熱力学,統計力学,量子力学の知識・理解 
授業の目標・概要等 量子力学の理論的枠組みを正確に理解し、量子論的諸現象をこの枠組みに
そって統一的に把握することができるようになることを目指す。  
授業計画 第1回 粒子性と波動性 : 量子力学の誕生について歴史的なことを紹介する
第2回 フーリエ級数 : 粒子性と波動性に基づいてフーリエ解析する。
第3回 フーリエ積分 : 粒子性と波動性に基づいてフーリエ解析する。
第4回 群速度 : 単色波の位相速度と波束の群速度について学び、量子力学における物質粒子の粒子性と波動性について考える。
第5回 シュレディンガー方程式、不確定性原理 : 1回から4回までの粒子性と波動性の考え方からシュレーディンガー方程式を導入する。
第6回 エーレンフェストの定理、確率の流れ : 量子力学における波動関数と波束の確率解釈について学ぶ
第7回 物理量と交換関係 : 量子力学における物理量の考え方について学ぶ
第8回 1次元自由粒子の波動関数: 自由粒子の量子力学からシュレーディンガー方程式の性質を導出する。
第9回 1次元散乱問題、トンネル効果:確率解釈に基づいて、量子力学的現象を解釈する。
第10回 井戸型ポテンシャルの束縛状態:量子力学での束縛状態の取扱いの基本を学ぶ。
第11回 1次元調和振動子:量子力学での束縛状態の取扱いの基本を学ぶ。
第12回 極座標:3次元のシュレーディンガー方程式の解法のための導入を行う。
第13回 球対称な系の極座標でのシュレディンガー方程式:3次元のシュレーディンガー方程式の変数分離法を学ぶ。
第14回 角運動量
第15回 水素原子のスペクトル

第16回 期末試験

2コマのうち1コマと半分を講義する。残りの半コマを演習に当てる。演習結果を提出してもらう。
試験は期末試験を行う。

原子のようなミクロの世界を記述するためには、量子力学という新しい理論体系
が必要となる。この講義では、古典物理学で説明できない実験事実をもとにして、
量子力学がどのように建設されたか、量子力学の枠組みはどんなものか、
量子力学の基礎方程式からどうやって実験事実が説明されるか、などについて
筋道立てて解説する。
 
教科書・参考書等 参考書として 
猪木慶治、川合光 共著「量子力学I」(講談社サイエンティフィック)
を用いる。その他に 
シッフ 著(井上健 訳) 「量子力学(上)」(吉岡書店)
小出昭一郎 著「基礎物理学選書 量子力学(I)」(裳華房)
または、 内容的に同様な他の教科書  
授業で使用する
メディア・機器等
黒板による板書を行う。筆記用具を用意すること。 
予習・復習への
アドバイス
授業の最後に毎回演習をします。復習をしてください。 
履修上の注意
受講条件等
各自演習書などを利用して、具体的な応用問題にたくさん接して、
講義で説明した基本的な概念をよく理解するように努めること。 
成績評価の基準等 平常点、期末試験にて判断する。 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ  
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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