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原子核と素粒子

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令和２年度以降入学者 原子核と素粒子
令和元年度以前入学者 原子核と素粒子
教員名 村田佳樹
単位数    2 学年    4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 選択必修
授業の形態 オンデマンドによる遠隔授業　Blackboard ID: 20224464
授業概要 現代物理学の理解に向けた量子力学の発展的な内容を扱う。特に、相対論的な要請を満たす量子力学を解説する。
授業のねらい・到達目標 経路積分量子化や相対論的量子力学など、現代物理学の理解に向けた量子力学の発展的な内容の理解が狙いである。
経路積分量子化や相対論的量子力学の習得が目標である。（A-3-4)

この科目は文理学部(学士(理学))のDP3及びCP3に対応しています。
授業の方法 Blackboard上に提示する資料によって基礎概念の説明を行う。
課題を与えるので、解答を提出すること。課題の解答は期日まで（特に指定のない場合は翌々週の講義の時間まで）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）かスキャンしたpdfファイルが望ましい。課題の解答例は、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、各２時間の学習を目安とします。
履修条件 量子力学1,2,3を履修していることが望ましい。
授業計画
1 量子力学の復習（A-3-4)
【事前学習】量子力学1,2,3の復習 （２時間）
【事後学習】授業で扱った量子力学の内容の復習 （２時間）
2 経路積分量子化（A-3-4)
【事前学習】経路積分量子化について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
3 経路積分量子化 自由粒子の例（A-3-4)
【事前学習】自由粒子の経路積分量子化について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
4 経路積分量子化 調和振動子の例（A-3-4)
【事前学習】調和振動子の経路積分量子化について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
5 相対性理論の原理（A-3-4)
【事前学習】相対性理論の原理について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
6 相対性理論 ローレンツ変換（A-3-4)
【事前学習】ローレンツ変換について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
7 相対性理論 ミンコフスキー計量（A-3-4)
【事前学習】ミンコフスキー計量について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
8 クライン・ゴルドン方程式の導出（A-3-4)
【事前学習】クライン・ゴルドン方程式について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
9 クライン・ゴルドン方程式の問題点（A-3-4)
【事前学習】クライン・ゴルドン方程式の問題点について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
10 自由粒子に対するディラック方程式の導出
【事前学習】ディラック方程式について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
11 負エネルギー解の物理的解釈（A-3-4)
【事前学習】負エネルギー解の物理的解釈について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
12 静電磁場におけるディラック方程式（A-3-4)
【事前学習】静電磁場におけるディラック方程式について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
13 中心的静電場におけるディラック方程式（A-3-4)
【事前学習】中心的静電場におけるディラック方程式について調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
14 相対論的電子の水素原子のスペクトル（A-3-4)
【事前学習】相対論的電子の水素原子のスペクトルについて調べておく。 （２時間）
【事後学習】授業の復習 （２時間）
15 授業のまとめと解説（A-3-4)
【事前学習】これまでの学んだことの復習 （２時間）
【事後学習】これまでの学んだことの復習 （２時間）
その他
教科書 なし
参考書 授業中に指示する
成績評価の方法及び基準 レポート(100%)
オフィスアワー 授業終了時. e-mailで事前に連絡を取ればzoomで対応する。

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