| 年度 |
2024年度 |
開講部局 |
理学部 |
| 講義コード |
HC095000 |
科目区分 |
専門教育科目 |
| 授業科目名 |
量子力学演習 |
授業科目名
（フリガナ） |
リョウシリキガクエンシュウ |
| 英文授業科目名 |
Exercises in Quantum Mechanics |
| 担当教員名 |
佐藤 仁,志村 恭通,宮本 幸治 |
担当教員名
(フリガナ) |
サトウ ヒトシ,シムラ ヤスユキ,ミヤモト コウジ |
| 開講キャンパス |
東広島 |
開設期 |
3年次生 前期 セメスター（前期） |
| 曜日・時限・講義室 |
(前) 水7-10：理B301,理E211,先402N |
| 授業の方法 |
演習 |
授業の方法
【詳細情報】 |
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演習中心、板書多用、
自宅演習に加え、出席し演習を行うこと。 |
| 単位 |
2.0 |
週時間 |
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使用言語 |
J
:
日本語 |
| 学習の段階 |
3
:
中級レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
06
:
物理学 |
| 対象学生 |
3年次生 |
| 授業のキーワード |
シュレーディンガー方程式、行列表示、線形代数、固有値問題、近似法（摂動論、変分法） |
| 教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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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） | |
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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
（能力・技能）
・物理学的問題の定式化能力とその解決力 |
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| 授業の目標・概要等 |
量子力学IIに関連した問題演習を行うことにより、量子力学の理解を深める。 |
| 授業計画 |
第1回 量子力学Iの復習I: シュレーディンガー方程式、波動関数、確率解釈など
第2回 量子力学Iの復習II: シュレーディンガー方程式、波動関数、確率解釈など
第3回 量子力学Iの復習III: 演算子、交換関係、不確定性原理、デルタ関数など
第4回 量子力学の線形代数I: 線形代数の復習、演算子と観測量、固有値問題など
第5回 量子力学の線形代数II: 線形代数の復習、演算子と観測量、固有値問題など
第6回 例題I: 井戸型ポテンシャル問題、調和型ポテンシャル問題(調和振動子)など
第7回 例題II: 3次元中心力ポテンシャル問題(水素原子)など
第8回 中間試験
第9回 角運動量I: 軌道角運動量
第10回 角運動量II: スピン角運動量、一般の角運動量
第11回 近似法I: 時間に依存しない場合の摂動論:縮退がない場合
第12回 近似法II: 時間に依存しない場合の摂動論:縮退がある場合
第13回 近似法III: 時間に依存する場合の摂動論
第14回 近似法IV: 変分法
第15回 総合問題: 光の吸収と放出、電子の散乱など
第16回 期末試験
量子力学IIに関する演習問題を行う。量子力学IIの講義と連携して演習を進める。
演習問題としては、定番の問題に加え、講義の進み方や理解度に応じて3人の演習担当教員がそれぞれ創意工夫したものを取り上げる。
授業計画は、量子力学IIに沿ったすすみかたになる。
毎回あたえられた演習問題を予習してくること。
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| 教科書・参考書等 |
講義形式(演習中心、板書多用、プリント、ディスカッション、学生の発表)
基本的な演習の問題は講義担当教員が用意したものを配布する。
量子力学IIの内容を予習復習しつつ、実際に手を動かして理解していく。
それ以外の問題、教材、参考書などについてはそれぞれの演習担当教員の指示に従う。
一般的な量子力学教科書、演習書を複数通読するとよい。
数式処理に慣れていないと物理内容についていけないことがあるので、各自手を動かすこと。 |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
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授業で取り入れる
学習手法 |
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予習・復習への
アドバイス |
量子力学II講義担当教員から出題される問題をきちんと解いてみること。
講義で理解できなかったところは演習で理解すること。
量子力学IIでは数学を多用する。特に、行列、ベクトル計算、固有値固有ベクトルの概念は重要である。
第1-3回: 量子力学Iの復習では、量子力学の基本公理、確率解釈、シュレーディンガー方程式の取扱いを復習しておくこと。
第4-5回: 線形代数を復習しておくこと。新しい概念が出てくるので予習復習を怠らないこと。
第6-7回: 厳密に解ける問題について学ぶ。実際に手を動かして解いてみること。
第9-10回: 第4-5回で学んだ概念を用いて、角運動量について量子力学的に扱う。ついていけない場合は第4-5回の復習をすること。
第11-14回: 近似法について学ぶ。厳密に解ける問題は数が限られている。
一般的な問題を扱う場合に、厳密に解ける場合と少し違うだけのものを扱う方法が摂動論である。
一般的演習書にあるものを答えを見ながら手を動かし複数計算してみること。
第15回: 学んだ事項を用いて、具体的な現象を扱う。 |
履修上の注意
受講条件等 |
配布された問題については予習して演習にのぞみ、演習後は復習を行い自分のものにすること。
与えられた問題については、自ら手を動かして解くことが大切。
グループ分けに関する連絡は学科掲示板、もみじで行う。
量子力学Iの履修は前提とする。
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| 成績評価の基準等 |
中間・期末試験、発表、レポート、小テストなどの結果を以下の割合で総合評価する。
中間(40 %)程度、期末(40 %)程度
発表、レポート、小テスト(20 %)程度 |
| 実務経験 |
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実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
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| メッセージ |
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| その他 |
日本語を解さない留学生に対しては英語で対応する。 |
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。 |