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年度 2022年度 開講部局 工学部
講義コード K0232010 科目区分 専門教育科目
授業科目名 量子物理
授業科目名
(フリガナ)
リョウシブツリ
英文授業科目名 Introduction to Quantum Physics
担当教員名 難波 愼一
担当教員名
(フリガナ)
ナンバ シンイチ
開講キャンパス 東広島 開設期 2年次生   後期   4ターム
曜日・時限・講義室 (4T) 火7-10:工102
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
 
講義中心 
単位 2.0 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 1 : 入門レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 09 : 機械工学
対象学生 第一類 2年生
授業のキーワード 物理学の基礎(22.5hr) 
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
 
到達度評価
の評価項目
材料加工プログラム
(能力・技能)
・機械システム工学および材料創生・加工の基礎の確実な習得と応用力の養成

エネルギー変換プログラム
(能力・技能)
・機械システム工学の基礎の確実な習得と応用力の養成 
授業の目標・概要等 分子や固体は原子が集合して結合したものであり,結合には電子が重要な役割を果たしている。同時に、これら電子の状態が,分子や固体材料の物性を決定付けると言っても良い。これらの構造や物性を調べる実験手段にも,電子や光子等の量子的な振る舞いをするプローブが使われる。近年,盛んに使われている大規模計算機シミュレーションでも量子論が重要な役目を果たしている場合もある。従って,機械システム工学に関連した問題を考慮し,これに関係する量子論的な考えを理解する上で必要と思われる基礎的な概念を理解する。

1) 機械システムの制御に使われるセンサーや測定装置で使われるプローブの中には量子論の原理が必要不可欠なものがあることを理解・説明できる能力を修得する。(B)
2) 量子物理の考え方が現代物理や原子、分子、固体材料の電子論的な考え方の発展に必要不可欠なものであったことを理解・説明できる能力を修得する。(B)
3) 量子物理の原理を応用することによってより高精度な制御が可能になることを理解・説明できる能力を修得する。(B)
4) 量子物理の原理を応用することによって原子サイズからの材料の設計が可能になることを理解・説明できる能力を修得する。(B) 
授業計画 第1回 導入:量子物理と工学との関係

第2回 黒体放射とプランクの量子仮説

第3回 光電効果、コンプトン効果

第4回 前期量子論、物質波

第5回 不確定性原理、波動関数の意味

第6回 シュレーディンガー方程式

第7回 古典力学との対応、弦の振動

第8回 定常状態の波動関数、箱の中の自由粒子I

第9回 定常状態の波動関数、箱の中の自由粒子II

第10回 水素原子:波動関数、エネルギー準位

第11回 ゼーマン効果、スピン・軌道相互作用

第12回 多電子原子、原子構造と元素の周期律

第13回 水素分子の形成機構

第14回 金属の自由電子模型

第15回 まとめと総合演習



期末試験
 
教科書・参考書等 [テキスト]量子論、小出昭一郎著、裳華房
[参考書]
MIT物理 量子力学入門 French and Taylor 共著 平松惇 監訳 (培風館)
原子物理学 共立物理学講座21 菊池健 著 (共立出版) 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】 テキスト,配付資料
 
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
授業計画に従って、テキストをあらかじめよく読んでくること。
テキストの例題や配布された演習問題を利用して復習すること。 
履修上の注意
受講条件等
授業では初歩から説明するが,毎回の授業を理解することが重要である。 
成績評価の基準等 授業目標の到達度は筆記試験により評価する。成績評価は授業目標の到達度に日頃の学習態度を加えた総合評価により決定し,60%以上を合格とする。これらの配分は,総合演習(70%),レポート(30%)とする。 
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 オフィスアワーを設定しているので,質問などがある場合には,積極的に来室すること。
 
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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