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年度	2024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：理E102
授業の方法	講義	授業の方法 【詳細情報】
			スライド説明講義中心、演習中心、２コマのうち前半１コマを講義する。残りの後半１コマを演習に当てる。演習結果を提出してもらう。講義資料は Moodle を通じて配布する。演習は Moodle を通じて提出採点する。講義は Teams で配信録画する。
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 （学部生対象科目のみ）	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 （学部生対象科目のみ）	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。 シュレーディンガー方程式の成り立ち、波動関数の性質や解釈、水素原子の量子力学に基づく電子状態の理解を目標とする。
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　フーリエ変換 : 粒子性と波動性に基づいてフーリエ解析する。 第４回　位相速度と群速度 ： 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の導出、波動関数の解釈、確率の保存と確率の流れ ：　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。波動関数の解釈と確率の保存と確率の流れを学ぶ。 第６回　エーレンフェストの定理 ：確率解釈から物理量の期待値と量子力学と古典力学の対応について学ぶ。 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。物理量演算子の固有値固有ベクトルの量子力学における解釈を学ぶ。 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：１次元の束縛状態の一般的性質を学ぶ。例として調和振動子を解く。 第１２回　極座標：３次元の球対称ポテンシャルの場合の極座標でのシュレーディンガー方程式の解き方を学ぶ。 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。球面調和関数について学ぶ。 第１４回　水素原子のスペクトル：クーロンポテンシャルの場合の例として水素原子を取り扱う。水素原子の中の電子の状態について現象論的なことも学ぶ。 第１５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。合格するまで練習する。 講義資料や連数問題はオンライン学習システムMoodleを通じて配布する。 練習の提出は電子的にMoodleを通じて提出する。手書きのノートで提出する場合はカメラやスキャナーで電子的に取り込んで pdf で提出する。電子ノートの場合も pdf で提出する。 講義と練習が一体となる単位であるので、練習問題の解答の提出は必須とする。 試験は期末試験を行う。 第１５回 期末試験 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
	【詳細情報】	MS Teams を通じて講義を行う。講義は録画し後日 Teams で共有する。 講義内容の理解の定着には後半の練習時間に双方向で確認するので必ず Moodle にて練習を提出すること。
授業で取り入れる 学習手法
予習・復習への アドバイス	授業の後半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	演習（ 30% 程度）、期末試験（60%程度）にて判断する。 講義と練習が一体となる単位であるので、練習問題の解答の提出は必須とする。 期末試験がオンラインとなった場合、期末試験の代わりにレポートを課す。
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。