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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部分子素材工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 2年次
選択・必修 必修
授業科目名 物理化学B
ぶつりかがく びー
Physical Chemistry B
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 火曜日 3, 4時限
開講場所

担当教員 小海 文夫(工学部分子素材工学科)

KOKAI, Fumio

学習の目的と方法

授業の概要 化学の諸現象の基礎理論である量子化学の基礎を講義する。量子化学の必要性について述べ、この理論の方法を紹介し、実際の原子や分子の諸現象でどのように展開され、活用されるかについて述べる。
学習の目的 化学の諸現象を原子分子レベルで本質的な理解することが深まる。
学習の到達目標 量子化学の基礎理論の化学における必然性、基礎理論の方法、実際の化学現象への応用例について、その基礎を習得し、さらに専門にへ備える。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  • ○感性
  •  共感
  • ○倫理観
  • ○モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  • ○幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的思考力
  • ○課題探求力
  • ○問題解決力
  • ○批判的思考力
コミュニケーション力
  • ○情報受発信力
  • ○討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴

教科書 初等量子化学(大岩正芳、化学同人)
参考書
成績評価方法と基準 期末試験(出席、受講態度も参考にする)
オフィスアワー 授業の際に予約してください。
受講要件
予め履修が望ましい科目
発展科目
授業改善への工夫 学生の理解度、アンケート結果などを参考にして改善に努める。
その他

授業計画

キーワード 量子論、シュレディンガー方程式、水素原子
Key Word(s) quantum theory, Schroedinger equation, hydrogen atom
学習内容 1.量子論の導入と物質波:
 黒体輻射と光量子、光電効果、水素原子のスペクトル、物質波、
 水素原子のBohrモデル
2.量子論における演算子と波動関数と波動方程式:
 演算子の定義、演算子の具体的な形、演算子の性質、波動関数、
 波動方程式、角運動量演算子、不確定性原理と演算子
3.箱の中の粒子の量子論:
 一次元箱型ポテンシャル、三次元への拡張、自由電子モデル、
 量子力学的トンネル効果
4.水素原子の量子論:
 波動方程式の設定・解法・エネルギー固有値と固有関数、
 量子数、原子軌道、準位、縮重、角運動量と磁場、
 相対論的波動方程式とスピン、Pauliの原理、スピンと磁場、
 相対論的効果
5.ヘリウム原子の量子論:
 波動方程式の設定、近似的解法(摂動法・変分法)、
 エネルギー固有値と固有関数、交換相互作用、一重項状態と
 三重項状態、スピン軌道の反対称性、縮重、角運動量と磁場、
 相対論的波動方程式とスピン、Pauliの原理、スピンと磁場、
 相対論的効果
6.多電子原子の量子論:
 波動関数の行列式表示、スペクトル項、Hund則
7.水素分子の量子論:
 Heitler-Londonによる量子力学的計算、結合軌道と
 反結合軌道、分子軌道、原子価結合法と分子軌道法
学習課題(予習・復習) 予習復習を十分にしてください。
ナンバリングコード(試行) EN-PHCH-2

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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