量子力学１演習

令和元年度以前入学者	量子力学１演習
教員名	鈴木俊夫
単位数	1	学年	3	開講区分	文理学部
科目群	物理学科
学期	前期	履修区分	必修

授業の形態	遠隔授業（課題研究）
授業概要	ミクロな世界の物理法則の学習、理解を行う
授業のねらい・到達目標	量子力学は0.1～1nｍ程度以下のスケールのミクロな世界に適用される物理法則であり、我々のマクロな日常世界に適用されるニュートン力学に比べて種々の点で異なる。量子力学特有の考え方と原理、基本法則を理解することを目的とする。量子力学固有の法則をミクロ世界の諸問題に適用し、正しい解答を得ることができる。（A-4-3) この科目は文理学部のDP4及びCP4に対応しています。
授業の方法	講義で学習した基本的な原理と法則を、Blackboard上に提示する演習問題を解くことによって理解を深め、新しい知識を身につける。解法を解説した資料も提示する。演習問題の解答は期日まで（特に指定のない場合は翌週の演習の時間まで）にファイルとして提出すること。ファイルの形式は任意だが、数式を記述するときは写真によるjpgファイル（写メ）がスキャンしたpdfファイルか便利で望ましい。演習問題の解答例は、期日後に提供するので復習すること。また、Blackboard上の掲示板機能を通して「質問」と「議論」の機会を提供する。本授業の事前・事後学習は、合わせて１時間の学習を目安とします。

授業計画
1	光量子とプランク定数: 粒子と波の二重性（A-4-3) 【事後学習】nm, eV を使用する単位の復習（１時間）
2	ド・ブロイの関係式（A-4-3) 【事後学習】ド・ブロイ波長の計算の復習（１時間）
3	不確定性原理（A-4-3) 【事後学習】系のサイズとエネルギーの関係の復習（１時間）
4	シュレーディンガー方程式と平面波解（A-4-3) 【事後学習】微分方程式の解法の復習（１時間）
5	エルミート演算子、演算子の交換関係（A-4-3) 【事後学習】交換関係の計算方法の復習（１時間）
6	一次元井戸型ポテンシャル（１）：境界条件（A-4-3) 【事後学習】解の特徴とその確率解釈について復習する（１時間）
7	一次元井戸型ポテンシャル（２）：固有値と固有関数（A-4-3) 【事後学習】固有関数の規格直交性について復習（１時間）
8	中間のまとめ（A-4-3) 第１回から第７回までの内容の復習と解説を行い授業の理解を深める【事後学習】一次元問題の解の一般的規則について復習する（１時間）
9	反射と透過（１）：反射率、透過率（A-4-3) 【事後学習】確率の流れの保存について復習（１時間）
10	反射と透過（２）：トンネル効果（A-4-3) 【事後学習】量子論の特性を復習し、その意味を理解する（１時間）
11	二次元問題：変数分離法による解法（A-4-3) 【事後学習】縮退の概念の復習（１時間）
12	三次元問題：中心力ポテンシャル中の束縛状態（A-4-3) 【事後学習】三次元極座標系の復習（１時間）
13	角運動量（A-4-3) 【事後学習】角運動量の量子化、固有値、固有関数の復習（１時間）
14	水素原子、水素状原子、周期律表（A-4-3) 【事後学習】水素原子のエネルギー準位とその縮退度について復習する（１時間）
15	要点と理解度の確認と解説（A-4-3) 【事後学習】量子論の特性を古典力学と比較しながら理解、復習する（１時間）

その他
教科書	原　康夫『量子力学（基礎物理シリーズ）』岩波書店 1994年第1版
参考書	使用しない
成績評価の方法及び基準	授業参画度:演習問題の解答状況による評価(100%)
オフィスアワー	授業終了時