2019年度 量子力学第一   Quantum Mechanics I

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開講元
物理学科
担当教員名
古賀 昌久 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月5-6(H135)  木3-4(H135)  
クラス
-
科目コード
ZUB.Q204
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

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。

到達目標

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。

キーワード

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

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

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

  授業計画 課題
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

教科書

担当教員が指定するもの

参考書、講義資料等

担当教員が指定するもの

成績評価の基準及び方法

期末試験による評価

関連する科目

  • ZUB.Q215 : 量子力学演習第一

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。ただし、量子力学演習第一を同時に履修することを前提として講義する。

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