| 授業のねらい |
その誕生から１世紀にも達していないにもかかわらず、今日の科学・技術を量子論を抜きにして語ることはできない。私達の日常生活においても、多くの量子論の恩恵を被っている。他方、量子論とは、難しいもの、理解し難いものという印象も持たれている。
本講では、なぜ量子論が誕生せざるを得なかったかという簡単な歴史から出発して、量子論の基本的な考え方を紹介する。簡単な力学系を利用して、直接、目で見る事のできない世界を、量子論はどの様に「見る」か、という点に重点をおいて、古典力学との対比の上で、量子論という非直感的な、それでいて先端技術を支える学問の世界への導入を行なう。
この科目は、応用化学科の教育目標のA(基礎的知識)とB-1(専門的知識-化学)の達成に寄与する。
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| 授業の目標 |
１．量子論誕生の背景を知る。
２．簡単な問題を通して、量子論の考え方に慣れる。
３．量子論の基礎となる仮説と一般原理を理解する。
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| 授業計画 |
第１週−第４週 量子論の夜明け（第1章）
第1週 電子の発見・黒体輻射・Planckの量子仮説
第2週 光電効果とEinsteinの光量子説・水素原子のスペクトル
第3週 Rydbergの式・de Bloglieの物質波
第4週 水素原子のBohrモデル・Heisenbergの不確定性原理
第５週−第９週 Schrödinger方程式と箱中の粒子（第３章）
第5週 Schrödinger方程式・線形演算子
第6週 固有値問題・一次元の箱中の粒子の問題と波動関数の確率論的解釈
第7週 箱中の粒子のエネルギーと波動関数・波動関数の規格化
第8週 粒子の平均位置と平均運動量・位置と運動量の不確定性
第9週 三次元の箱中の粒子の問題と変数分離法
第１０週−第１５週 量子力学の仮説と一般原理（第4章）
第10週 波動関数
第11週 演算子
第12週 観測量と平均値
第13週 Schrödinger方程式
第14周 規格直交系とエルミート演算子
第15週 演算子の可換性と不確定性原理
定期試験
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| 教科書及び教材 |
| D. A. McQuarrie and J. D. Simon著、千原秀昭・江口太郎・齋藤一弥訳、「物理化学（上）」、東京化学同人 |
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| 参考書 |
| 一般に、「量子論」、「量子力学」、「量子化学」などと題する図書は、いずれも参考となる。 |
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| 成績評価方法 |
| 定期試験により評価する。再試験は行わない。不合格者は再履修とする。本学規則第75号第6条に定める「出席が良好な者」とは、10回以上出席した者とする。遅刻は欠席とみなす。 |
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| 履修条件等 |
| なし。ただし、本講の内容は、２年次前期開講の「量子化学」の入門になっている。 |
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| 教官からのメッセージ |
| 人間の目で直接には見ることのできない世界を「見る」ための道具は数学的論理です。 |
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| その他 |
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