Introduction to Quantum Physics

Numbering Code U-LAS12 20007 LJ57 Year/Term 2022 ・ Second semester
Number of Credits 2 Course Type Lecture
Target Year Mainly 2nd year students Target Student For science students
Language Japanese Day/Period Mon.3
Instructor name NAGAE TOMOFUMI (Graduate School of Science Professor)
Outline and Purpose of the Course 自然現象や物質の微視的領域を支配する量子力学の入門的講義を行う。
まず、古典力学の破綻を示した有名な黒体輻射や原子のスペクトルについて言及し、粒子の粒子性と波動性の実験的証拠について概観する。そして、これらの困難がエネルギー量子仮説などを導入することによって暫定的に解決することをみる(前期量子力学)。これらの発展を土台にして、シュレディンガー方程式を導き、簡単な模型で量子力学に慣れ親しむ。本講義では、量子力学の必要性とその基本を理解することを目的とする。
Course Goals 量子力学の基本概念を理解し、それを用いた基礎的な計算手法を修得する。
Schedule and Contents 第1回 「量子力学」の概観と授業のガイダンス
第2回 電子、X線の発見、電子の電荷測定
第3回 線スペクトル、エネルギーの量子化
第4回 黒体輻射
第5回 光電効果
第6回 コンプトン散乱、電子の波動性 
第7回 原子の構造
第8回 ボーアの仮説、特性X線
第9回 粒子の波動性、不確定性原理 
第10回 シュレディンガー方程式 
第11回 期待値
第12回 井戸型ポテンシャル 
第13回 調和振動子 
第14回 障壁とトンネリング
第15回 期末試験/学習到達度の評価
第16回 フィードバック
Evaluation Methods and Policy 平常点(小レポート)による評価(20%)と定期試験(80%)に基づき評価する。
Course Requirements 物理学基礎論A、B、解析力学及び振動・波動論を履修していることが望ましいが、必須要件ではない。
Study outside of Class (preparation and review) 講義を通して、量子力学の教科書(指定教科書である必要はない)を読むこと。
References, etc. 量子力学の考え方, 砂川重信, (岩波書店)
量子力学序説, 湯川秀樹, (大阪大学出版会)
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