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科目の基本情報

開講年度 2019 年度
開講区分 工学部分子素材工学科/総合工学科応用化学コース ・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
ナンバリングコード
EN-PHCH-2

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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     
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

学修の目的と方法

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。
学修の目的 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。
学修の到達目標 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
 社会人としてふさわしい幅広い教養をもつ。化学の研究者・技術者として、基本的な専門知識を修得している。【知識・理解】
 自然現象を化学の観点から論理的に説明できる。科学技術や社会活動に関する問題を化学の観点から思考できる。【思考・判断】
 化学に関する技術や知識について、自主的かつ継続的に学習できる。【興味・関心】
 科学技術による社会への貢献や自然に与える影響について考えようとする姿勢を備えている。【態度】
 化学の問題に関する研究や開発を計画的に進め、まとめることができる。【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 期末試験(出席、受講態度も参考にする)
授業の方法 講義

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 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。
教科書 初等量子化学(大岩正芳、化学同人)
参考書
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
その他

授業計画

MoodleのコースURL
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
学修内容 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
事前・事後学修の内容 予習復習を十分にしてください。

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