WSD11000 量子化学

広島大学シラバス

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年度 2024年度開講部局先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻化学プログラム

講義コード WSD11000 科目区分専門的教育科目

授業科目名量子化学

授業科目名
（フリガナ）リョウシカガク

英文授業科目名 Quantum Chemistry

担当教員名阿部　穣里,岡田　和正

担当教員名
(フリガナ) アベ　ミノリ,オカダ　カズマサ

開講キャンパス東広島開設期 1年次生   後期   ３ターム

曜日・時限・講義室 (3T) 水3-4,木3-4

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 B : 日本語・英語

学習の段階 6 : 大学院専門的レベル

学問分野（分野） 25 : 理工学

学問分野（分科） 07 : 化学

対象学生博士課程前期１年次・２年次

授業のキーワード時間を含む摂動論，Fermiの黄金律，Einstein係数，波動関数理論，電子相関，平均場近似(Hartree-Fock)法，Møller–Plesset2次摂動論(MP2)，配置間相互作用論(CI)，結合クラスター法(CC)

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）
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）

授業の目標・概要等分子の電子構造はいくつかの近似法の下で議論される。多粒子系で最も重要な方法は自己無撞着場（つじつまの合う場，ＳＣＦ）の手法を用いるものである。分子を光のような電磁場に置くときには時間を含む摂動論で扱う必要がある。本講義の半分では時間を含む量子力学の基本形式を，特に光の吸収を意識して述べる。残り半分の講義では，2電子2準位系のH2分子を例として，HF法，MP2法，CI法といった波動関数理論における重要な式の導出を行う。また受講者は，HF，MP2，CI法に対するH2分子のポテンシャル曲線をエクセルを用いて描くことで，電子相関の性質を理解する。さらに電子状態理論の金字塔として知られるクラスター結合(CC)法について式の導出を行う。

授業計画 (阿部)
第1回：Introduction
第2回：Hartree-Fock (HF) wave function for two-site-two-electron system
第3回：Energy representations for HF and CI
第4,5回：Exercise using excel (Drawing potential curves of H2 at the HF and CI levels)
第6,7回：Energy representations for MP2
第8回： Exercise using excel (Drawing potential curves of H2 at the MP2 level)
(岡田)
第1回：Orientation and introduction
第2回：Successive approximation
第3回：The Dyson time-ordering operator
第4回：Representations in quantum mechanics
第5回：The Landau-Zener transition
第6回：Fermi's golden rule
第7回：Absorption and emission of light
第8回：Summary

レポート課題を出す予定である。

教科書・参考書等 (阿部)
参考書：Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory (Dover Books on Chemistry)  Attila Szabo, Neil S. Ostlund
(岡田)
教科書：
G. C. Schatz and M. A. Ratner, Quantum Mechanics in Chemistry, Dover Publications (2002).
参考書：
P. Atkins and R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 5th Ed., Oxford Univ. Press (2011).
M. D. Fayer, Elements of Quantum Mechanics, Oxford Univ. Press (2001).

授業で使用する
メディア・機器等　

【詳細情報】

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス (阿部)　配布資料に従って自分で式の導出を行い、終わらない場合宿題となる。最終的なレポート課題を出す。
(岡田) 第1回～第8回：配付資料の対応する項目を読んでおく。レポート課題を出す。

履修上の注意
受講条件等

成績評価の基準等レポート課題の総合得点に基づいて評価する。

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。

年度	2024年度	開講部局	先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻化学プログラム
講義コード	WSD11000	科目区分	専門的教育科目
授業科目名	量子化学
授業科目名（フリガナ）	リョウシカガク
英文授業科目名	Quantum Chemistry
担当教員名	阿部　穣里,岡田　和正
担当教員名 (フリガナ)	アベ　ミノリ,オカダ　カズマサ
開講キャンパス	東広島	開設期	1年次生後期３ターム
曜日・時限・講義室	(3T) 水3-4,木3-4
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	B : 日本語・英語
学習の段階	6 : 大学院専門的レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	07 : 化学
対象学生	博士課程前期１年次・２年次
授業のキーワード	時間を含む摂動論，Fermiの黄金律，Einstein係数，波動関数理論，電子相関，平均場近似(Hartree-Fock)法，Møller–Plesset2次摂動論(MP2)，配置間相互作用論(CI)，結合クラスター法(CC)
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）
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）
授業の目標・概要等	分子の電子構造はいくつかの近似法の下で議論される。多粒子系で最も重要な方法は自己無撞着場（つじつまの合う場，ＳＣＦ）の手法を用いるものである。分子を光のような電磁場に置くときには時間を含む摂動論で扱う必要がある。本講義の半分では時間を含む量子力学の基本形式を，特に光の吸収を意識して述べる。残り半分の講義では，2電子2準位系のH2分子を例として，HF法，MP2法，CI法といった波動関数理論における重要な式の導出を行う。また受講者は，HF，MP2，CI法に対するH2分子のポテンシャル曲線をエクセルを用いて描くことで，電子相関の性質を理解する。さらに電子状態理論の金字塔として知られるクラスター結合(CC)法について式の導出を行う。
授業計画	(阿部) 第1回：Introduction 第2回：Hartree-Fock (HF) wave function for two-site-two-electron system 第3回：Energy representations for HF and CI 第4,5回：Exercise using excel (Drawing potential curves of H2 at the HF and CI levels) 第6,7回：Energy representations for MP2 第8回： Exercise using excel (Drawing potential curves of H2 at the MP2 level) (岡田) 第1回：Orientation and introduction 第2回：Successive approximation 第3回：The Dyson time-ordering operator 第4回：Representations in quantum mechanics 第5回：The Landau-Zener transition 第6回：Fermi's golden rule 第7回：Absorption and emission of light 第8回：Summary レポート課題を出す予定である。
教科書・参考書等	(阿部) 参考書：Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory (Dover Books on Chemistry) Attila Szabo, Neil S. Ostlund (岡田) 教科書： G. C. Schatz and M. A. Ratner, Quantum Mechanics in Chemistry, Dover Publications (2002). 参考書： P. Atkins and R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 5th Ed., Oxford Univ. Press (2011). M. D. Fayer, Elements of Quantum Mechanics, Oxford Univ. Press (2001).
授業で使用するメディア・機器等
【詳細情報】
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	(阿部)　配布資料に従って自分で式の導出を行い、終わらない場合宿題となる。最終的なレポート課題を出す。 (岡田) 第1回～第8回：配付資料の対応する項目を読んでおく。レポート課題を出す。
履修上の注意受講条件等
成績評価の基準等	レポート課題の総合得点に基づいて評価する。
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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