量子力学における、中心力場中の粒子の運動、磁場と荷電粒子の相互作用、変分法、摂動論などの近似的な取り扱いについて基本的なことを学ぶ.
量子力学第一で学んだことを確認するとともに、さらに複雑な量子物理学を習得する。
水素原子のエネルギースペクトルおよびその磁場中での振る舞いをシュレーディンガー方程式を用いて説明できるようになる。 また、変分法、摂動論が使えるようになる。
シュレーディンガー方程式、角運動量、スピン、水素原子、ゼーマン効果、微細構造、摂動論、変分法
✔ 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) |
授業と演習を合わせて行う
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 3次元のシュレーディンガー方程式 | 直方体の箱の中の質点のエネルギー順位の導出を理解 する |
第2回 | 中心力場中の運動 | 球座標系でのシュレーディンガー方程式を導出してく ださい。 |
第3回 | 角運動量 | 角運動量演算子の定義と、その成分の間の交換関係を 理解する。 |
第4回 | 球面調和関数 | 球面調和関数と粒子の運動の関係を理解する。 |
第5回 | 水素原子 | 水素原子のエネルギー順位を導出する。 |
第6回 | 磁場中の運動 | 磁場と荷電粒子の相互作用を理解する。 |
第7回 | スピン | スピンと軌道角運動量の類似性と差異を理解する。 |
第8回 | 達成度評価のための中間試験、および解説 | なし |
第9回 | 回転と角運動量 | 角運動量演算子が回転を生成することを確認する。 |
第10回 | 微細構造 | 水素原子の微細構造を説明する |
第11回 | 変分法 | 変分法を使える |
第12回 | 時間に依存しない摂動論 | 時間に依存しない摂動論を使える |
第13回 | 時間に依存する摂動論 | 時間に依存する摂動論を使える |
第14回 | 角運動量の合成 | 角運動量の合成が説明できる |
第15回 | まとめ | これまで学んだことをまとめる |
授業中に指定
授業中に指定
中間試験と期末試験に基づく
量子力学入門を履修していること