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科目の基本情報

開講年度 2019 年度
開講区分 工学部物理工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 3年次
選択・必修 必修
授業科目名 量子力学 II
りょうしりきがく II
Quantum Mechanics II
単位数 2 単位
ナンバリングコード

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※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。

開放科目 非開放科目    
開講学期

後期

開講時間 木曜日 7, 8時限
開講場所

担当教員 松永守(非常勤講師; 元工学研究科教授)

MATSUNAGA, Mamoru

学修の目的と方法

授業の概要 量子力学 I に引き続き,量子力学の初歩について講義します。
学修の目的 量子力学の基本原理と角運動量,水素原子,スピン、Schroedinger描像/Heisenberg描像,不確定性関係, 量子古典対応,摂動論,同種粒子系に関する概念と方法を学びます。
学修の到達目標 量子力学を理解し応用できるようになるには,一度学んだだけでは十分ではありませんが,理解を深めるためには基本的事項を一通り学んでおくことは不可欠です。この授業では,一通り学んでおくことをまず目標に,さらに,いくつかの,重要事項については確実な理解を目標にします。
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
 理学としての物理学および工学の根幹である機械・電気電子工学を基盤とした物理工学の基礎となる数理リテラシーを修得している。【汎用的技能】
 物理学、機械・電気電子工学に関する基本的な専門知識を修得している。【知識・理解】
 物理工学に関する諸問題や課題等について論理的に考え、その考えを説明することができる。【理解・思考・判断】
 各種の産業活動に関心を持ち、自らの社会貢献ついて考えることができる。【関心・意欲・態度】
 自らが取り組んだ課題やその解決方法について論理的に纏め、発表できる。【技能・表現】

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  • ○主体性
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的・批判的思考力
コミュニケーション力
  •  表現力(発表・討論・対話)
  •  リーダーシップ・フォロワーシップ
  •  実践外国語力
生きる力
  •  問題発見解決力
  •  心身・健康に対する意識
  •  社会人としての態度・倫理観

成績評価方法と基準 授業中などの演習(40 点満点)と期末定期試験(60点満点)の合計点数を10 で割った値を切り上げて最終成績(10 点満点)とし,最終成績6 以上を合格とします。
授業の方法 講義 演習

授業の特徴

PBL

特色ある教育

英語を用いた教育

授業改善の工夫 授業中の反応だけではなく,授業中に行う演習などと期末試験の出来具合を見ながら,受講生の理解度に即した授業を心がけています。
教科書 特に指定しませんが,きちんと書かれた教科書(例えば,下記の参考書)を1冊持っていることを強く勧めます。
講義で使用する記号法は下記の参考書と同じにします。
参考書 猪木慶治・川合光 著 「基礎 量子力学」(講談社サイエンティフィク)
オフィスアワー 非常勤講師なので,質問は授業前後にお願いします。
受講要件 基礎物理学I(力学),基礎物理学III,熱統計力学,電磁気学,解析力学,物理数学I-IV,量子力学 I をすべて学んでいること。
予め履修が望ましい科目 受講要件に同じ。
発展科目 統計力学,量子物理学,物性物理学,固体物理学
その他

授業計画

MoodleのコースURL
キーワード 角運動量、水素原子、スピン、Schroedinger描像とHeisenberg描像、不確定性関係、量子古典対応、摂動論
Key Word(s) angular momentum, hydrogen atom, spin, Schroedinger picture and Heisenberg picture, uncertainty relation, classical-quantum correspondence, time-independent perturbation theory
学修内容 第1回 量子力学の一般的枠組み:重ね合わせの原理
第2回 確率解釈
第3回 状態空間とSchroedinger方程式;Schroedinger描像とHeisenberg描像
第4回 正準交換関係
第5回 不確定性関係
第6回 古典力学との対応
第7回 調和振動子の量子化 再論
第8回 対称性と保存則 
第9回 角運動量演算子の固有値・固有状態
第10回 軌道角運動量と極座標 
第11回 水素原子
第12回 スピン角運動量
第13回 同種粒子:ボソンとフェルミオン,Pauliの排他律
第14回 時間によらない摂動論 縮退がない場合
第15回 時間によらない摂動論 縮退がある場合
第16回 期末試験
事前・事後学修の内容 毎回予習・復習(とくに復習が重要)をすること。また,講義中に出された演習問題を解くこと。

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