科目名 : 量子物理学2

科目コード 50192
配当学年 3年
開講期 後期
曜時限 火曜・1時限
講義室 物313
単位数 2
履修者制限
講義形態 講義
言語
担当教員 宮寺、山本(克)

講義概要

量子力学の一般的な記述と理論形式について説明する。これに基づいて、現実的な問題への応用をめざして、近似法、特に摂動法について述べ、具体的な問題に適用する。さらに、粒子のスピンと量子統計について説明する。

評価方法

筆記試験の成績により評価する。

最終目標

量子力学系のふるまいについて理解する。

講義計画

項目 回数 内容説明
量子力学の理論形式 量子力学の理論形式について述べる。状態ベクトルとヒルベルト空間、ディラックのブラケットによる状態の記述、ヒルベルト空間における正規直交基底とその完全性、シュレディンガー描像とハイゼンベルグ描像などについて説明する。
近似法(定常状態) 量子力学における近似法を考察し、種々の問題を取り扱う。まず時間を含まない摂動論をディラックのブラケットを用いて説明し、それを用いて小さな摂動をもつ調和振動子、原子のゼーマン効果、シュタルク効果などを検討する。また摂動法と変分法によりヘリウム原子の基底状態を考察する。
近似法(非定常状態) 時間を含む摂動論を説明し、特に1次の摂動による遷移振幅や遷移率(フェルミの黄金律)を求める。そして、原子による光の吸収と放出や粒子の散乱問題に応用する。
電子とスピン 電子のスピン角運動量とその量子力学的記述を説明する。そして、磁場のもとでのスピンの量子力学的運動について述べ、量子ビットとして量子情報技術への応用を考える。
スピンと量子統計 多体問題のひとつとして特に多電子原子を考察する。まず量子力学における同種粒子のスピンと統計の関係について述べ、波動関数の対称性と反対称性について説明する。つぎに、2電子系(ヘリウム原子)の波動関数の空間変数部分とスピン変数部分の構成について具体的に述べる。
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II(坂井典佑,培風館) など

予備知識

量子物理学1

授業URL

なし

その他

なし