本講義では、理工学に幅広い応用範囲を持つ量子力学の初歩について扱う。
本講義のねらいは、波動関数や演算子などの量子力学特有の概念について学び、物理量の離散化、測定に付随する不確定性など、量子力学固有の現象について理解することである。
本講義を履修することによって次の能力を習得する。
1) 粒子と波動の二重性や確率解釈など,量子力学の基本的概念について説明できる。
2) 幾つかの簡単な例について、シュレーディンガー方程式を解くことができる。
3) トンネル効果、物理量の離散化、測定に付随する不確定性など、量子力学固有の現象について説明できる。
粒子と波動の二重性、波動関数、量子状態、シュレーディンガー方程式
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | 展開力(実践力又は解決力) |
教科書を利用し、講義を進めます。各回の学習目標をよく読み,予習・復習で行って下さい。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 粒子と波動の二重性,光電効果,原子モデル,プランク定数 | 量子力学の基礎概念を理解する |
第2回 | 波動関数と確率解釈,二重スリット実験 | 波動関数とその解釈について理解する |
第3回 | 演算子,期待値,固有関数 | 演算子、期待値、固有関数について理解する |
第4回 | 量子力学における測定と不確定性 | 不確定性原理について理解する |
第5回 | 波束,位相測度,群速度 | 波束の性質について理解する |
第6回 | 量子状態,定常状態,ブラケット表記法 | 量子状態、定常状態について理解し、ブラケット表記法を使う |
第7回 | シュレーディンガー方程式 | シュレーディンガー方程式を導出する |
第8回 | 波動関数の境界条件と波動関数の振る舞い、束縛状態 | 波動関数の境界条件、束縛状態について理解する |
第9回 | 箱型ポテンシャル,箱の中の粒子,零点エネルギー | 箱型ポテンシャル中の自由粒子について解く |
第10回 | 波束の運動と古典的粒子の運動 | 波束の運動と古典的粒子の運動について理解する |
第11回 | トンネル効果とそれを用いて説明される現象,ベータ崩壊 | トンネル効果について理解する |
第12回 | ボーア・ゾンマーフェルトの量子化条件とガモフの透過因子 | ボーア・ゾンマーフェルトの量子化条件について理解する |
第13回 | 調和振動子,昇降演算子 | 調和振動子を解く |
第14回 | コヒーレント状態,電磁波と光子 | コヒーレント状態について理解する |
第15回 | マクロな量子現象,超伝導 | マクロな量子現象について理解する |
担当教員が指定するもの
担当教員が指定するもの
期末試験による評価
特になし。