| 年度 |
2024年度 |
開講部局 |
工学部 |
| 講義コード |
K7120030 |
科目区分 |
専門教育科目 |
| 授業科目名 |
量子化学I |
授業科目名
（フリガナ） |
リョウシカガク １ |
| 英文授業科目名 |
Quantum Chemistry I |
| 担当教員名 |
定金 正洋 |
担当教員名
(フリガナ) |
サダカネ マサヒロ |
| 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3-4,金3-4：工115 |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
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| 講義中心、板書多用 |
| 単位 |
2.0 |
週時間 |
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使用言語 |
B
:
日本語・英語 |
| 学習の段階 |
2
:
初級レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
07
:
化学 |
| 対象学生 |
第3類2年生 |
| 授業のキーワード |
量子論、シュレーディンガー方程式、波動関数、不確定性原理、演算子、固有値と固有関数 |
| 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） | 第三類専門科目の中で専門細目分野「応用化学」に属し，原子・分子の微視的構造を学ぶために必要な量子論の基礎的観念を学び、3年次に開設される量子化学Ⅱや量子化学Ⅲを学ぶための基礎知識を養う． |
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到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ） | 応用化学プログラム
（知識・理解）
・教養教育と専門教育における幅広い基礎知識および化学に関する専門基礎知識
・応用化学に関する高度な専門知識
・基礎および専門知識に裏付けられた論理的思考に基づく構想力 |
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| 授業の目標・概要等 |
化学の全ての分野で必要となる原子・分子の微視的構造を学ぶために必要不可欠な量子論を学ぶ．
この授業の目標は次の通り
(1) シュレディンガー方程式、波動関数、不確定性原理など量子化学の基礎概念を理解する．
(2) 簡単な力学系（箱の中の粒子、振動運動、回転運動）に量子化学を適応する手法を実に付ける．
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| 授業計画 |
第1回：ガイダンス、光電効果、波と粒子の2重性、ド・ブロイの式
第2回：シュレーディンガー方程式と波動関数I
第3回：シュレーディンガー方程式と波動関数II
第4回：確率密度と固有値方程式と演算子
第5回：波動関数の重ねあわせと期待値
第6回：不確定性原理
第7回：中間試験
第8回：簡単な系への量子論の応用・箱の中の粒子I
第9回：簡単な系への量子論の応用・箱の中の粒子II
第10回：調和振動子I
第11回：調和振動子II
第12回：２次元の回転運動
第13回：３次元の回転運動I
第14回：３次元の回転運動II
第15回：まとめと演習
毎回理解度確認のための小テストを行う．また、毎回授業外で行う課題をかす。中間試験と期末試験（第16回目）を行う。 |
| 教科書・参考書等 |
テキスト：アトキンス 物理化学（上）第10版 7章と8章 |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
テキスト，配付資料，映像（ビデオ/PC/その他画像資料） |
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 |
講義の各回に相当する「アトキンス物理化学」の該当箇所を熟読すること．必要に応じて演習問題で自習すること．レポートまたは小テストは必ず自分で解き，わからない点があれば質問に来ること．
第１回：ガイダンス、光電効果、波と粒子の2重性、ド・ブロイの式（教科書298～307）
第２回：シュレーディンガー方程式と波動関数I（教科書308～315）
第３回：シュレーディンガー方程式と波動関数II（教科書308～315）
第４回：確率密度と固有値方程式と演算子（教科書316～320）
第５回：波動関数の重ねあわせと期待値（教科書316～320）
第６回：不確定性原理（教科書316～326）
第７回：中間試験と解説（教科書7章）
第８回：簡単な系への量子論の応用・箱の中の粒子I（教科書335～341）
第９回：簡単な系への量子論の応用・箱の中の粒子II（教科書335～347）
第１０回：調和振動子I（教科書348～355）
第１１回：調和振動子II（教科書348～355）
第１２回：２次元の回転運動（教科書356～361）
第１３回：３次元の回転運動I（教科書361～367）
第１４回：３次元の回転運動II（教科書361～367）
第１５回：まとめと演習（8章全体）
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履修上の注意
受講条件等 |
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| 成績評価の基準等 |
中間試験（50点），期末試験（50点）とし，合計60点以上を合格とする． |
| 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 |
個々の原子や分子について理解するためには微小な世界（量子の世界）を取り扱わなければならない．量子の世界は私たちの世界（古典物理学で表すことが出来る）とはかなり異なり，直感的に理解しづらく，複雑な式が多く使われるが、式の物理的意味を理解しようと努めて欲しい． |
| その他 |
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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。 |