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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 物理工学科 量子反応基礎論(原)

量子反応基礎論(原)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 35041 LJ52
  • U-ENG25 35041 LJ53
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 金3
教員
  • 斉藤 学(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 加速器を用いて人工的に作り出したイオン,電子,光など量子ビームが係わる領域は,学問的にも実用的にも,ますます広がりつつある.それら量子ビームが物質と衝突して引き起こす量子反応現象の基本メカニズムを系統的に学修する.さらに,これら基礎過程の材料,分析,生物,医療,エネルギー,環境などさまざまな科学技術分野への応用についても言及する.
到達目標 量子ビームや放射線の基本の理解と応用としての実験技術に関する知識の習得.
量子力学を基礎とした理論的取扱手法の習得.
中間期のレポート試験により学生の理解度や表現能力を判断し,フィードバックすることで基礎学力を高める.
授業計画と内容 衝突反応の基本法則,2回,二粒子間の衝突過程について詳述する.諸保存則及び実験室系・重心系・中心力場系での関係式と変換式,散乱断面積の定義等について述べる.
中心力による弾性散乱,4回,剛体球散乱,ラザフォード散乱断面積等の弾性散乱断面積公式を古典論と量子論各々から導出するとともに,実際に計算する上で重要となる原子間相互作用ポテンシャルのあらましについて述べる.
イオン後方散乱分析,2回,イオンの後方へのラザフォード散乱を利用した分析法について概要を述べるとともに,この方法を利用した測定例と測定で生じる特異的な現象について紹介する.
物質内でのエネルギ-阻止能,2回,荷電粒子が固体を通過する際のエネルギー損失過程について詳述するとともに,固体への照射効果について概要を述べる.
原子の電離・励起・電子捕獲過程,2回,高速荷電粒子の衝突によって生じる電離や励起の非弾性衝突現象について概要を述べる。さらに電離や励起の衝突断面積を古典論と量子論各々から導出する.またイオン衝突において重要な非弾性衝突過程である電子捕獲過程について概要を述べる.
量子ビームによる分析技術,2回,イオンビーム,電子および光子を用いた原子分子衝突ダイナミクス分析,ミクロ元素分析,固体液体表面分析などの研究例について述べる.
学習到達度の確認,1回,最終目標に対する達成の度合いを確認する.必要に応じて復習を行う.
成績評価の方法・観点 毎週出題する小レポートの提出,中間期のレポート試験結果(50点),定期試験結果(50点)によって評価する.試験結果の合計が60点に満たない場合小レポ―ト点(10点)を加味する.
レポートについては到達目標の達成度に基づき評価する.
履修要件 量子物理学,放射線計測学および応用電磁気学もあわせて履修することが望ましい.
授業外学習(予習・復習)等 授業の最後に復習を目的としたレポート課題を課す.
教科書
  • 主としてプリントを用いて講義する.
参考書等
  • 例えば、金子:[化学のための]原子衝突入門(培風館1999年,ISBN4563045748),高柳:電子・原子・分子の衝突改訂版(培風館1996年,ISBN4563024503),山崎:粒子線物理学(丸善1994,ISBN4621039989)