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科目の基本情報

開講年度	2020 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	必修物理工学科必修
授業科目名	量子力学 I
	りょうしりきがく I
	Quantum Mechanics I
単位数	２単位
ナンバリングコード	EN-PHYS-3

開放科目	非開放科目
開講学期	前期
開講時間	月曜日 5, 6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）
担当教員	MATSUNAGA, Mamoru
SDGsの目標

学修の目的と方法

授業の概要	現代物理学の中核をなす量子力学の基礎を学ぶ。古典物理では理解できない典型的現象から始める。量子力学の基本原理を体系立てる前に，まずは，Schroedinger方程式と波動関数に対する確率解釈，ポテンシャル問題の解など具体例に親しむことを重視する。
学修の目的	簡単かつ典型的な例を通じて，Schroedinger方程式と波動関数に対する物理的意味と量子力学が何を予言するかを理解する。
学修の到達目標	学習の目的に同じ。
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	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）他の，各自が読みやすいものを入手しておくのでも構いません。ただし，「量子力学II」を含めて授業内容は概ねこの教科書でカバーされ，また，講義で使用する記号法は上記教科書と同じにします。したがって，とくにこだわりがない場合は上記教科書を備えておく方が良いです。
参考書	上記の教科書ではどうしても“重すぎる”という人には，例えば小形正男　　著　「裳華房テキストシリーズ　量子力学」（裳華房）初回の講義では他に何冊か紹介します。
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。（単位未取得であってもよい。）
予め履修が望ましい科目	受講要件に同じ。
発展科目	量子力学II
その他

授業計画

MoodleのコースURL

キーワード	量子化条件、量子状態、波動関数、観測可能量、スペクトル、不確定性原理、重ね合わせの原理、Diracの記法
Key Word(s)	quantization condition, quantum states, wavefunctions, observables, spectra, uncertainty principle, superposition principle, Dirac's notation
学修内容	第１回　量子力学へのあゆみ　古典物理学の困難とエネルギー量子の発見第２回　光と電子の波動性と粒子性第３回　Schroedinger方程式（１）波動関数と確率解釈第４回　Schroedinger方程式（２）物理量の期待値と演算子第５回　運動量とFourier変換第６回　波束と不確定性原理第７回　定常状態のSchroedinger方程式第８回　有限および無限井戸型ポテンシャル第９回　調和振動子型ポテンシャル第１０回　階段ポテンシャル　反射と透過第１１回　ポテンシャル障壁とトンネル効果第１２回　中心力場中のSchroedinger方程式（１）　極座標による記述第１３回　中心力場中のSchroedinger方程式（２）　変数分離と球面調和関数第１４回　中心力場中のSchroedinger方程式（３）　角運動量第１５回　中心力場中のSchroedinger方程式（４）　水素原子第１６回　期末試験
事前・事後学修の内容	毎回予習・復習をすること。また、講義中に出された演習問題を解くこと。

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