2024年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 相対論的量子力学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 三輪 光嗣 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M12N |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 現代物理学の二つの柱である相対論と量子論を統合した相対論的量子力学の基礎を理解することを目指す。相対論的に共変な波動方程式であるディラック方程式を中心に、スピンの起源や反粒子等について解説するほか、電磁場の量子化も議論する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 板書を中心とした講義形式で行う。 |
| 履修条件 | 量子力学I・II、および相対論を履修した学生を主な対象とする。隔年開講科目。 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス、相対論と量子力学の復習、自然単位系 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
|---|---|---|---|
| 第2回 | クライン・ゴルドン方程式 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第3回 | ディラック方程式の導出 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第4回 | ディラック方程式の平面波解 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第5回 | 反粒子 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第6回 | ガンマ行列の性質 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第7回 | スピノルのローレンツ変換 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第8回 | ディラック方程式と保存量 レポートを出題する。提出期限等は授業内で連絡する。回収後に授業内で解説または略解の配布を行う。 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第9回 | 電磁場中のディラック粒子 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第10回 | 水素原子のスペクトル（１） | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第11回 | 水素原子のスペクトル（２） | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第12回 | 電磁場の量子化（１） レポートを出題する。提出期限等は授業内で連絡する。回収後に授業内で解説または略解の配布を行う。 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第13回 | 電磁場の量子化（２） | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第14回 | 原子による光の吸収・放出 | 事前学習：授業内容を予習する。 事後学習：授業内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
| 第15回 | 平常試験と解説 | 事前学習：試験対策を行う。 事後学習：試験内容を復習する。 | 事前学習：（1時間） 事後学習：（3時間） |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 |
西島和彦 『相対論的量子力学』 培風館
川村嘉春 『相対論的量子力学』 裳華房
和田純夫 『相対論的物理学のききどころ』 岩波書店
日笠健一 『ディラック方程式』 サイエンス社
猪木慶治・川合光 『量子力学II』 講談社
小出昭一郎 『量子力学II』 裳華房
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| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験(60%)とレポート(40%)で総合的に評価する。 理解度確認期間における平常試験を予定しているが、正確な実施は未定であり、定期試験への変更やレポートのみによる成績評価への変更の可能性がある。授業でアナウンスを行う。 |
| 質問への対応 | 対面での質問は授業後に教室で、またはオフィスアワーに研究室で受け付ける。メールでの質問は随時受け付けます。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室： 駿河台校舎8号館821C室 メールアドレス： miwa.akitsugu@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 12:10 ～ 12:40
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| 学生への メッセージ |
分からないところは質問してください。 |