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開講学期 Course Start |
2015年度 前期 |
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授業区分 Regular or Intensive |
週間授業 |
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対象学科 Department |
応用理化学系学科 応用物理コース |
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対象学年 Year |
3 |
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必修・選択 Mandatory or Elective |
必修 |
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授業方法 Lecture or Seminar |
講義 |
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授業科目名 Course Title |
量子力学 |
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単位数 Number of Credits |
2 |
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担当教員 Lecturer |
近澤 進 |
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教員室番号 Office |
Ｋ４０５ |
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連絡先(Tel) Telephone |
０１４３−４６−５６１８ |
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連絡先(E-mail) |
ｃｈｉｋａ ＠ mmm.muroran-it.ac.jp |
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オフィスアワー Office Hour |
金曜日13:30-15:00 |
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授業のねらい Learning Objectives |
物質を構成する原子や分子などの振る舞いを記述する基本法則を学び，ミクロな視点から物質を理解する基本的な考え方を身に付ける。 |
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到達度目標 Outcomes Measured By: |
１. 簡単な力学系についてシュレーディンガー方程式を立てることができるようになる。 （知識力） ２. 簡単な力学系についてシュレーディンガー方程式を解けるようになる。 （計算力） ３. 波動関数の性質や物理的な意味を説明できるようになる。 （知識力） ４. 物理量を表す演算子の基本原理を理解し、微視的力学系の諸性質を論理的に導けるようになる。（論理力） ５. 水素原子の量子力学的取り扱い方法を学び，原子の電子構造とスペクトルの関係を説明できるようになる。（理解力） ６. 多粒子系における近似的な解法の基本を学び、分子の構造やバンド構造への応用を理解できるようになる。 （理解力） |
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授業計画 Course Schedule |
総授業時間数（実時間）；２４時間 週 授業内容 １ 波と粒子の二重性 ２ シュレーディンガー方程式 ３ シュレーディンガー方程式の解き方と波動関数の性質 ４ 波動関数の物理的意味と物理量の測定値 ５ 物理量を表す演算子の基本原理 ６ ポテンシャル問題（１） ７ ポテンシャル問題（２） ８ ポテンシャル問題（３） ９ 水素原子 （１） １０ 水素原子 （２） １１ 多粒子系の量子力学（１） １２ 多粒子系の量子力学（２） １３ 摂動法とその応用 １４ 分子軌道法 １５ 自由電子モデルとバンド構造 １６ 定期試験 ・予習・復習のためセルフチェックリスト、セルフチェック問題などを提供する。 自己学習に利用すること。 |
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教科書 Required Text |
小出昭一郎著「量子論（改訂版）」（裳華房） |
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参考書 Required Materials |
・原島 鮮 著「初等量子力学（改訂版）」（裳華房） # ・片山泰久 著「量子力学の世界」（講談社ブルーバックス） # ・竹内 淳 著「高校数学でわかるシュレディンガー方程式」（講談社ブルーバックス） # ・小出昭一郎 著「物理学（三訂版）第９章」（裳華房） # |
| 教科書・参考書に関する備考 | 教科書で不足する部分は必要に応じてプリントを配布する |
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成績評価方法 Grading Guidelines |
・１００点満点中６０点以上を合格とする（定期試験６０点、小テスト４０点として評価する）。 各到達度目標の評価方法は以下のとおりである。 目標１．小テスト、定期試験において簡単な力学系のシュレーディンガー方程式を問う問題を出題し、達成度を評価する。 目標２．小テスト、定期試験において簡単な力学系のシュレーディンガー方程式を解く問題を出題し、達成度を評価する。 目標３．小テスト、定期試験において波動関数の性質や物理的意味に関する問題を出題し、達成度を評価する。 目標４．小テスト、定期試験において演算子の基本原理や諸性質に関する問題を出題し、達成度を評価する。 目標５．小テスト、定期試験において水素原子の量子力学的取り扱いなどを出題し、達成度を評価する。 目標６．小テスト、定期試験において多粒子系や分子構造、バンド構造に関する問題を出題し、達成度を評価する。 |
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履修上の注意 Please Note |
・授業の理解を深めるため毎回数題の問題を解き、理解度の自己採点を行う。 ・定期試験不合格者にはレポートを課した後に一度だけ再試験を行う。再試験不合格者は再履修すること。 ・病気など正当な理由で試験を受験できなかった学生に対しては追試験を行う（欠席届提出者に限る）。 |
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教員メッセージ Message from Lecturer |
原子や分子などのミクロな世界の振る舞いを記述する量子論・量子力学は物質を理解する基本である。内容は難しいが，演習や関連する話題を取り入れて理解を助けるようにする。また、「トンネル顕微鏡」や「ナノテクノロジー」「スピントロニクス」などの最近の話題も紹介する。 |
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学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy |
本授業は、応用理化学系学科応用物理コースの学習・教育目標（Ｄ）理工学の基礎 の達成に寄与する。 また、JABEE基準 d-1(a)数学（微積分学、線形代数学、ベクトル解析、物理数学）、物理学（力学、電磁気学、熱物理学、量子物理学）、基礎実験、情報科学に関する基礎知識および基礎技術、に対応する。 |
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関連科目 Associated Courses |
量子論、振動・波動論、物理数学 |
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備考 Remarks |