科目名 : 量子物理学1

科目コード 50182
配当学年 3年
開講期 前期
曜時限 金曜・2時限
講義室 物315
単位数 2
履修者制限
講義形態 講義
言語
担当教員 山本(克)、宮寺

講義概要

量子力学の基本的な考え方とその記述について概観する。この講義では、原子のような微視的世界の具体的現象から量子論的な見方を学び、シュレーディンガーの波動方程式を用いて、簡単なポテンシャルのなかを運動する粒子の束縛状態や散乱について考察する。

評価方法

筆記試験の成績で評価する。

最終目標

量子力学の基礎概念と物理的、数学的記述について理解する。

講義計画

項目 回数 内容説明
量子の世界 黒体輻射とプランクのエネルギー量子仮説、ボーアの原子模型、ドブロイの物質波、シュレーディンガーの波動方程式を概観する。そして、原子のようなミクロの世界では量子力学による記述が必要なことを明らかにする。
量子力学の基礎概念 量子状態の記述と波動関数、物理量とエルミート演算子、演算子の固有値と固有状態、物理量の期待値、量子状態の時間的発展:シュレーディンガー方程式、確率密度と確率流密度、粒子の位置と運動量に関するハイゼンベルグの不確定性関係について説明する。
1次元の粒子の運動 自由粒子、波束とその運動、ポテンシャル・ステップ、ポテンシャル障壁、井戸型ポテンシャルの中での粒子の振る舞い、1次元調和振動子:シュレーディンガー方程式による解法、生成・消滅演算子による解法を説明する。
3次元の粒子の運動 球対称な場の中での粒子の運動、シュレーディンガー方程式の極座標による変数分離、角部分に対する解と軌道角運動量、動径部分に対する解の一般的性質について説明する。
3次元の粒子の運動(続) 水素型原子に対するシュレーディンガー方程式の解とそのエネルギースペクトル、3次元調和振動子、3次元自由粒子の運動について説明する。
学習到達度の確認

教科書

プリントを配布する。

参考書

量子力学(大鹿譲・金野正著,共立出版)
量子力学I(坂井典佑,培風館) など

予備知識

古典物理学、電磁気学、原子物理学

授業URL

なし

その他

なし