2022年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 量子力学Ⅲ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 岩本 弘一 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M43Q |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 摂動論や変分法などの近似法を用いて、原子、分子、固体の性質、散乱問題などを調べる方法を学ぶ。また、量子化された電磁場、多体系の量子力学、場の量子論の初歩について学ぶ。１～１２回までの項目を重点的に学ぶ。１３～１５回の項目、相対論的波動方程式や場の量子論については、時間的に余裕があれば取り上げる。 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義形式で実施する。 |
| 履修条件 | 解析力学、量子力学I、量子力学IIの内容を理解していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 量子力学I,IIの復習 量子論の基礎、角運動量とスピンなどについて復習する。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
|---|---|
| 第2回 | 量子力学I,IIの復習 水素原子、調和振動子などについて復習する。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第3回 | 摂動論（１） 時間に依存しない摂動論について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第4回 | 摂動論（２） 時間に依存する摂動論について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第5回 | 量子化された電磁場（１） 調和振動子、生成消滅演算子について復習し、量子化された電磁場について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第6回 | 量子化された電磁場（２） 時間に依存する摂動論を応用し、原子による光の吸収、放出について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第7回 | 多体系の量子力学（１） ボース粒子とフェルミ粒子、第二量子化について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第8回 | 多体系の量子力学（２） ハートリー・フォック近似、多電子系、フェルミ縮退について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第9回 | 原子 変分法を用いて、ヘリウム原子について学ぶ。一般の原子の電子配置と周期表について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第10回 | 分子と固体 分子（主に水素分子）、固体（バンド構造）について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第11回 | 散乱問題（１） 定常状態のシュレーディンガー方程式をもとに、ボルン近似について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第12回 | 散乱問題（２） 定常状態のシュレーディンガー方程式をもとに、部分波展開について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第13回 | 相対論的波動方程式 クラインゴルドン方程式、ディラック方程式について学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第14回 | 場の量子論（１） 量子化された場について、基本的な事項を学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
| 第15回 | 場の量子論（２） 量子化された場について、摂動論とファインマン図形などについて学ぶ。 【事前学習】参考書等の該当する箇所を読んでおく（120分）。 【事後学習】再度、参考書等の該当する箇所を読み、理解を深める（120分）。 |
その他
| 教科書 | |
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| 参考書 |
小出昭一郎 『量子力学（II )（改訂版）[978-4785321338]』 基礎物理学選書 裳華房 1990年 第1版
猪木慶治、川合光 『量子力学II[978-4061532120]』 講談社 1994年 第1版
J.J.Sakurai 『現代の量子力学（上）[978-4842703640]』 物理学叢書 吉岡書店 1989年 第1版
J.J.Sakurai 『現代の量子力学（下）[978-4842703664]』 物理学叢書 吉岡書店 1989年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポートまたは小テスト（50％）、期末レポート（50％）で評価します。 |
| 質問への対応 | 授業中ほか随時対応します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
iwamoto.kouichi@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
木曜 駿河台 12:30 ～ 13:00 8号館833F
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| 学生への メッセージ |
この科目まで学ぶと、通常、大学の物理学科で講義される量子力学の題材がほぼ全てカバーされると思います。量子力学は応用範囲が非常に広く、講義では概要の説明しかできないため、各自で参考書を読んで理解を深めてくだい。相対論的量子力学、場の量子論などは、時間があれば簡単に紹介する程度になると思います。 |